ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Διερεύνηση και Υλοποίηση Μοντέλου Συναλλαγών Εφεδρείας Αντικατάστασης μεταξύ των Ευρωπαϊκών Χωρών

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Διερεύνηση και Υλοποίηση Μοντέλου Συναλλαγών Εφεδρείας Αντικατάστασης μεταξύ των Ευρωπαϊκών Χωρών Γιαννόπουλος Ιάσων Παππά Ελευθερία ΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤΕΣ Μπίσκας Παντελής, Επίκουρος Καθηγητής Α.Π.Θ. Μαρνέρης Ηλίας, Υποψήφιος Διδάκτωρ Α.Π.Θ.

2

3 Πρόλογος Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι μελέτη του προγράμματος TERRE [1], που έχει επικυρωθεί από το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Διαχειριστών των Συστημάτων Μεταφοράς για την Ηλεκτρική Ενέργεια (ENTSO E), για τις διασυνοριακές ανταλλαγές Εφεδρείας Αντικατάστασης (RR) μεταξύ των χωρών που συμμετέχουν στο πρόγραμμα. Επιπλέον, γίνεται η μοντελοποίηση και προσομοίωση της Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου για την προμήθεια Εφεδρείας Αντικατάστασης RR, σύμφωνα με τις προδιαγραφές και το προτεινόμενο μαθηματικό μοντέλο που περιγράφονται στο έγγραφο «Functional Design Specifications for the Implementation of the Balancing & Ancillary Services Market under the Target Model in Greece (FDS)» [2]. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια αναλυτική περιγραφή του προγράμματος TERRE (Διευρωπαϊκή Ανταλλαγή Εφεδρείας Αντικατάστασης). Παρουσιάζεται ο σκοπός του και γίνεται ανάλυση του βασικού διασυνοριακού προϊόντος, των αποκλίσεων και των προσφορών. Στη συνέχεια παρατίθενται όλες οι λεπτομέρειες για τον τρόπο σχεδιασμού του προγράμματος, για τη βελτιστοποίηση του αλγόριθμου λειτουργίας του και για το χρονοδιάγραμμά του. Τέλος, μέσω της ανάλυσης Κόστους/Οφέλους και με τη βοήθεια διαγραμμάτων γίνονται σαφή τα αποτελέσματα που θα επιφέρει το TERRE σε κάθε χώραμέλος καθώς και η επίδρασή του στις Οντότητες Ευθύνης Εξισορρόπησης, στις Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης και στις τιμές. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μοντελοποίηση της Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου για το σύστημα της Ελλάδας, προκειμένου να επιτευχθεί κατά το μέγιστο δυνατό η ενσωμάτωσή της στο πρόγραμμα TERRE. Γίνεται μια σύντομη επεξήγηση της λειτουργίας και των σκοπών της και στη συνέχεια παρουσιάζεται το μαθηματικό μοντέλο, ως μοντέλο Μικτού Ακέραιου Γραμμικού Προγραμματισμού. Το μοντέλο της Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου για την Εφεδρεία Αντικατάστασης RR, χωρίζεται σε δύο επιμέρους μοντέλα διαδικασίες. Πρώτα υλοποιείται το μοντέλο της Προετοιμασίας Προσφορών RR (για τη θεώρηση των λειτουργικών περιορισμών των μονάδων παραγωγής) και ακολουθεί η Εκκαθάριση RR. Με βάση τις μέχρι τώρα οδηγίες που συνοδεύουν το πρόγραμμα TERRE, είναι επιτακτική ανάγκη ο διαχωρισμός της Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου στα δύο μοντέλα που αναφέρθηκαν παραπάνω, καθώς η Εκκαθάριση RR αποτελεί ένα πρόβλημα καθαρά οικονομικής βελτιστοποίησης που δεν λαμβάνει υπόψιν τους λειτουργικούς περιορισμούς των Οντοτήτων Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης. Μετά το τέλος της Προετοιμασίας Προσφορών RR και πριν την έναρξη της Εκκαθάρισης RR διενεργούνται επίσης και οι διαδικασίες της Μετατροπής (τμήσης) των προσφορών και της Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης Ενέργειας Εξισορρόπησης RR, βάσει των αποτελεσμάτων της Προετοιμασίας Προσφορών RR. Για τις συγκεκριμένες διαδικασίες, στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται λεπτομερή ανάλυση της λειτουργίας και του σκοπού τους. Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα δεδομένα εισόδου που χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση των μοντέλων που περιγράφονται στο κεφάλαιο 2. Ως δεδομένα εισόδου θεωρούνται το ημερήσιο φορτίο, ο ημερήσιος προγραμματισμός της αγοράς, τα τεχνικά χαρακτηριστικά των Οντοτήτων Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης που εισάγονται στα μοντέλα, οι ποσότητες άλλων τύπων εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) που

4 κατανεμήθηκαν στις Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης από την πιο πρόσφατη επίλυση της Ολοκληρωμένης Διαδικασίας Προγραμματισμού (ΟΔΠ) και οι αρχικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR που υποβάλλουν οι Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης. Κρίθηκε σκόπιμο σε αυτό το κεφάλαιο να γίνει μια σύντομη περιγραφή και ανάλυση της λειτουργίας της Ολοκληρωμένης Διαδικασίας Προγραμματισμού, προκειμένου να γίνει πιο κατανοητή στον αναγνώστη η πλήρης διαδικασία προγραμματισμού και κατανομής που διενεργείται από το Διαχειριστή του Συστήματος Μεταφοράς. Στο τέταρτο κεφάλαιο, πραγματοποιείται η ανάλυση των αποτελεσμάτων όπως προέκυψαν από την υλοποίηση της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Παρουσιάζονται αναλυτικά παραδείγματα ώστε να δειχτεί η εύρυθμη λειτουργία των μοντέλων και δίνονται πίνακες και διαγράμματα για την πλήρη παρουσίαση των αποτελεσμάτων. Επίσης, αναλύονται με τη χρήση παραδειγμάτων περιπτώσεις οι οποίες είναι πιθανόν, με βάση τις μέχρι τώρα οδηγίες για το πρόγραμμα TERRE, να οδηγήσουν σε μη εφικτά προγράμματα (εντολές κατανομής) για τις Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης, και προτείνονται λύσεις για την αποφυγή τους. Τέλος, γίνεται μια οικονομική σύγκριση της μοντελοποίησης της Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου με δύο χωριστά μοντέλα (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR), σε σχέση με την μοντελοποίησή της σε ένα ενιαίο μοντέλο εκκαθάρισης το οποίο λαμβάνει υπόψη τους λειτουργικούς περιορισμούς των Οντοτήτων Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης και διενεργεί την οικονομική εκκαθάριση των αντίστοιχων προσφορών σε ένα βήμα (κλασικό μοντέλο οικονομικής κατανομής). Σε αυτό το σημείο θα θέλαμε να εκφράσουμε τις θερμές μας ευχαριστίες στον κ. Παντελή Μπίσκα, Επίκουρο Καθηγητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ του Α.Π.Θ, για τη δυνατότητα που μας προσέφερε για να εκπονήσουμε την παρούσα διπλωματική εργασία και την διαρκή του καθοδήγηση. Επιπλέον, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε από καρδιάς τον Υποψήφιο Διδάκτορα του τμήματος κ. Ηλία Μαρνέρη για την άψογη συνεργασία και την αμέριστη και συστηματική βοήθεια που μας παρείχε στο προγραμματιστικό κομμάτι της εργασίας. Τέλος, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τις οικογένειές μας για την διαρκή ηθική και οικονομική υποστήριξη που μας παρείχαν κατά το διάστημα των σπουδών μας. Γιαννόπουλος Ιάσων Παππά Ελευθερία Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2016

5 Contents Κεφάλαιο 1 Περιγραφή του Προγράμματος TERRE Επισκόπηση του προγράμματος TERRE Σκοπός και οι στόχοι του προγράμματος TERRE Περιγραφή της φάσης σχεδιασμού Επισκόπηση των διαφορετικών τύπων αγορών εξισορρόπησης χειροκίνητης εφεδρείας στο TERRE Bασικό προϊόν και αποκλίσεις Ορισμός του διασυνοριακού προϊόντος ΟΠΥΕ ΔΣΜ & ΟΕΕ ΔΣΜ κανόνες και απαιτήσεις Προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης Μη διαθέσιμες Προσφορές Απόκλιση και ελαστικότητα Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης και αλγόριθμος Επιλογή βελτιστοποίησης του αλγορίθμου Περιγραφή της βελτιστοποίησης Αρχές σχεδιασμού Επιλογή Οριακής Τιμολόγησης Περιγραφή υπολογισμού Οριακής Τιμής Απροσδιοριστίες Συμψηφισμός των Αποκλίσεων Εναρμόνιση ανώτατων και κατώτατων τιμών Χρονισμός (timing) Χρονοδιάγραμμα Περιγραφή των διαδικασιών και των φάσεων Διασυνοριακό βήμα Προγραμματισμού (XB Scheduling Step) Διαδικασία εκκαθάρισης TERRE Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (Available Transmission Capacity) Σχέδιο υλοποίησης του προγράμματος Ανάλυση Κόστους/Οφέλους [1] Παραδοχές κατά την ανάλυση κόστους/ οφέλους Δεδομένα εισόδου της ανάλυσης κόστους/οφέλους Κόστη... 44

6 1.9.4 Οφέλη Κεφάλαιο 2 Μαθηματική μοντελοποίηση Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου Εισαγωγή Μαθηματική μοντελοποίηση της Προετοιμασίας Προσφορών RR Συνάρτηση Βελτιστοποίησης Περιορισμοί Ισχύος Περιορισμοί μεταβολής παραγωγής Κόστος ποινής Μετατροπή των προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης πριν την Εκκαθάριση RR Διαδικασία Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης πριν την Εκκαθάριση RR Μαθηματική μοντελοποίηση της Εκκαθάρισης RR Συνάρτηση Βελτιστοποίησης Κόστος ενέργειας εξισορρόπησης RR Κόστος ποινής Περιορισμοί ενέργειας εξισορρόπησης RR Εξίσωση απόκλισης Κεφάλαιο 3 Ανάλυση Δεδομένων Εισόδου Εισαγωγή Φορτίο του Συστήματος Προγραμματισμός της Αγοράς Τεχνικά Χαρακτηριστικά των ΟΠΥΕ Αποτελέσματα ΟΔΠ Αρχικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR που υποβάλλονται από τις ΟΠΥΕ.. 91 Κεφάλαιο 4 Αποτελέσματα Εισαγωγή Χρησιμότητα της Προετοιμασίας Προσφορών RR Περιπτώσεις όπου οι μεταβλητές deficit/ surplus είναι διάφορες του μηδενός Παραδείγματα για τους Περιορισμούς Ισχύος Παραδείγματα για τους περιορισμούς μεταβολής παραγωγής Παραδείγματα ορθής λειτουργίας του μοντέλου Λοιπά συγκεντρωτικά διαγράμματα Οικονομική σύγκριση υλοποίησης ξεχωριστών μοντέλων Προετοιμασίας Προσφορών RR και Εκκαθάρισης RR έναντι υλοποίησης ενός ενιαίου μοντέλου Εκκαθάρισης RR

7 4.7 Σύγκριση της υλοποίησης της ΑΕΠΧ με τη χρήση των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR και Εκκαθάρισης RR έναντι της υλοποίησής της με τη χρήση μόνο του μοντέλου της Εκκαθάρισης RR χωρίς να λαμβάνονται υπόψιν οι λειτουργικοί περιορισμοί των ΟΠΥΕ Κεφάλαιο 5 Συμπεράσματα και Περαιτέρω Έρευνα Ευρετήριο Όρων Ονοματολογία Βιβλιογραφία Αναφορές Παράρτημα Α Πίνακες Αποτελεσμάτων Λίστα Εικόνων Σχήμα 1:Παρατηρητές και συμμετέχοντες του TERRE [1]... 1 Σχήμα 2: Δομή του Βασικού προϊόντος εξισορρόπησης (1) [1]... 5 Σχήμα 3: Δομή του βασικού προϊόντος εξισορρόπησης (2) [1]... 6 Σχήμα 4: Ποσότητα ενέργειας σε διασυνοριακό επίπεδο στο TERRE [1]... 6 Σχήμα 5: Παραδείγματα Πλήρους Χρόνου Ενεργοποίησης του TERRE [1]... 7 Σχήμα 6: Διαιρετή Πρόσφορά με περίοδο διανομής 60mins [1]... 8 Σχήμα 7: Διαιρετή Προσφορά με περίοδο διανομής 15mins [1]... 9 Σχήμα 8: Καταχωρημένη Μπλοκ Προσφορά [1]... 9 Σχήμα 9: Αποδεκτή Μπλοκ Προσφορά: ολόκληρη ή καθόλου [1]... 9 Σχήμα 10: Αποκλειστική Προσφορά με 4 υπο προσφορές [1] Σχήμα 11 Παράδειγμα Απλής Προσφοράς Πολλών Βημάτων με περίοδο διανομής από H+ 15min μέχρι H+60min και τρία τμήματα [1] Σχήμα 12: Συνδεδεμένες Προσφορές: θα γίνουν αποδεκτές και οι 3 ή καμία [1] Σχήμα 13: Συνδεδεμένες Διαιρετές Προσφορές: το ίδιο ποσοστό και από τις 3 προσφορές γίνεται αποδεκτό [1] Σχήμα 14: Κοινωνικό Πλεόνασμα [1] Σχήμα 15: Απροσδιοριστία ποσότητας: η μεγαλύτερη ποσότητα γίνεται αποδεκτή [1] Σχήμα 16: Επεξήγηση των αντισταθμιστικών ενεργοποιήσεων [1] Σχήμα 17: Αθροιστικές ενεργοποιημένες ποσότητες που επιτρέπουν ή δεν επιτρέπουν αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις [1] Σχήμα 18: Ορισμός Οριακής Τιμής [1] Σχήμα 19: Απροσδιοριστίες στην τιμή: σημείο στο μέσο [1] Σχήμα 20: Ειδική περίπτωση: και οι δύο αποκλίσεις ελαστικές [1] Σχήμα 21: Ειδική περίπτωση: μια απόκλιση ελαστική, μία απόκλιση ανελαστική [1] Σχήμα 22: Τιμή Ευκαιρίας [1] Σχήμα 23: Παράδειγμα τιμής ευκαιρίας [1] Σχήμα 24: Χρέωση Συμφόρησης Συστήματα [1] Σχήμα 25: Χρέωση Συμφόρησης Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης [1]... 24

8 Σχήμα 26: Χρέωση Συμφόρησης Περιορισμοί για τη ΔΜΙ [1] Σχήμα 27: Χρέωση Συμφόρησης Διαφορά Οριακής τιμής [1] Σχήμα 28: Χρέωση Συμφόρησης [1] Σχήμα 29: Απλοποιημένη Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης [1] Σχήμα 30: ΔΣΜ με θετική απόκλιση Παράδειγμα με αρνητική Οριακή Τιμή [1] Σχήμα 31: ΔΣΜ με θετική απόκλιση Αποτελέσματα [1] Σχήμα 32: ΔΣΜ με αρνητική απόκλιση Παράδειγμα με αρνητική Οριακή Τιμή [1] Σχήμα 33: ΔΣΜ με αρνητική απόκλιση Αποτελέσματα [1] Σχήμα 34: Χρονοδιάγραμμα διαδικασιών TERRE [1] Σχήμα 35: Διασυνοριακό Βήμα μίας ώρας [1] Σχήμα 36: Διασυνοριακό Βήμα 30 λεπτών [1] Σχήμα 37: Διασυνοριακό Βήμα 15 λεπτών [1] Σχήμα 38: Δημοπρασία TERRE [1] Σχήμα 39: Μέσες συνολικές ποσότητες αποκλίσεων [1] Σχήμα 40: Συνολικές αποκλίσεις [1] Σχήμα 41: Αριθμός Χρονικών Βημάτων για θετική/ αρνητική απόκλιση [1] Σχήμα 42: Μέση ποσότητα/τιμή για ανοδικές προσφορές [1] Σχήμα 43: Μέση ποσότητα/τιμή για καθοδικές προσφορές [1] Σχήμα 44: Μέση Ημερήσια ΔΜΙ ανά σύνορο [1] Σχήμα 45: Ανοδικές αποκλίσεις ανά χώρα [1] Σχήμα 46: Καθοδικές αποκλίσεις ανά χώρα [1] Σχήμα 47: Καθαρές Αποκλίσεις και Κόστη των ΟΕΕ [1] Σχήμα 48: Ποσότητα ανοδικών ενεργοποιήσεων ανά χώρα [1] Σχήμα 49: Ποσότητα καθοδικών ενεργοποιήσεων ανά χώρα [1] Σχήμα 50: Αξία ανοδικών ενεργοποιήσεων [1] Σχήμα 51: Αξία καθοδικών ενεργοποιήσεων [1] Σχήμα 52: Καθαρές ενεργοποιήσεις και πληρωμές των ΟΠΥΕ ανά χώρα [1] Σχήμα 53: Μέσες σταθμισμένες βάσει ποσοτήτων ανοδικές οριακές τιμές [1] Σχήμα 54: Μέσες σταθμισμένες βάσει ποσοτήτων καθοδικές οριακές τιμές [1] Σχήμα 55: Οφέλη του TERRE ανά χώρα [1] Σχήμα 56: Επίδραση στα καθαρά κόστη των ΟΕΕ [1] Σχήμα 57: Σύγκριση επιπτώσεων στις ΟΠΥΕ και ΟΕΕ [1] Σχήμα 58: Χρεώσεις συμφόρησης ανά κατεύθυνση [1] Σχήμα 59: Σύνοψη TERRE Σχήμα 60: Μοντέλο ΑΕΠΧ [2] Σχήμα 61: Μετατροπή των προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης πριν την εκκαθάριση RR [2] Σχήμα 62: Υποχρεωτική ενεργοποίηση ανοδικής προσφοράς RR από μια κατανεμόμενη ΟΠΥΕ πριν την Εκκαθάριση RR [2] Σχήμα 63: Ημερήσια Καμπύλη Φορτίου Σχήμα 64: Ημερήσιο Φορτίο και Προγραμματισμός της Αγοράς Σχήμα 65: Ενδεικτικό Χρονοδιάγραμμα ΟΔΠ [2] Σχήμα 66: Σύγκριση μοντέλου με Προετοιμασία Προσφορών και χωρίς για την περίπτωση ανοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR (ΟΠΥΕ 16)

9 Σχήμα 67: Σύγκριση μοντέλου με Προετοιμασία Προσφορών και χωρίς για την περίπτωση καθοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR (ΟΠΥΕ 8) Σχήμα 68: Παράδειγμα μη τήρησης της μέγιστης ικανότητας αύξησης της παραγωγής της ΟΠΥΕ Σχήμα 69: Παράδειγμα μη τήρησης μέγιστης ικανότητας μείωσης της παραγωγής της ΟΠΥΕ Σχήμα 70: Παράδειγμα μη τήρησης περιορισμών αύξησης παραγωγής από την Εκκαθάριση RR Σχήμα 71: Παράδειγμα τήρησης περιορισμών αύξησης παραγωγής από την Εκκαθάριση RR Σχήμα 72: Παράδειγμα ανοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR Σχήμα 73: Παράδειγμα καθοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR Σχήμα 74: Σύγκριση μεταξύ ανοδικών προσφορών που εισάγονται και ποσοτήτων που εκκαθαρίζονται στην Εκκαθάριση RR (ΟΠΥΕ 12) Σχήμα 75:Σύγκριση μεταξύ καθοδικών προσφορών που εισάγονται και ποσοτήτων που εκκαθαρίζονται στην Εκκαθάριση RR (ΟΠΥΕ 15) Σχήμα 76: Παράδειγμα διαφοροποίησης κόστους Σχήμα 77: Οικονομική Σύγκριση μοντελοποίησης της ΑΕΠΧ με χρήση δύο ξεχωριστών μοντέλων έναντι ενός ενιαίου Σχήμα 78: Σύγκριση κόστους Προετοιμασίας Προσφορών RR και Εκκαθάρισης RR έναντι Εκκαθάρισης RR χωρίς λειτουργικούς περιορισμούς Λίστα Πινάκων Πίνακας 1: Βασικές Πληροφορίες Προγράμματος TERRE [1]... 4 Πίνακας 2: Φορτίο για το μοντέλο πραγματικού χρόνου Πίνακας 3: Ωριαίος Προγραμματισμός της Αγοράς (MW) των ΟΠΥΕ Πίνακας 4: Τεχνικά Χαρακτηριστικά ΟΠΥΕ Πίνακας 5: Κατανομή Ανοδικής FCR (MW) από την ΟΔΠ στις ΟΠΥΕ Πίνακας 6: Κατανομή Καθοδικής FCR(MW) από την ΟΔΠ στις ΟΠΥΕ Πίνακας 7: Κατανομή Ανοδικής afrr (MW) από την ΟΔΠ Πίνακας 8: Κατανομή Καθοδικής afrr (MW) από την ΟΔΠ Πίνακας 9: Κατανομή Ανοδικής mfrr (MW) από την ΟΔΠ Πίνακας 10: Κατανομή Καθοδικής mfrr (MW) από την ΟΔΠ Πίνακας 11: ΟΠΥΕ σε Διαδικασία Παραμονής σε Ενδιάμεσο Φορτίο (MW) Πίνακας 12: ΟΠΥΕ σε Διαδικασία Αποσυγχρονισμού (MW) Πίνακας 13: Ανοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR και οι τιμές τους Πίνακας 14: Καθοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR και οι τιμές τους Πίνακας 15: Πίνακας Συνόλων (Ονοματολογία) Πίνακας 16: Πίνακας Παραμέτρων (Ονοματολογία) Πίνακας 17: Πίνακας Μεταβλητών (Ονοματολογία)

10

11 Κεφάλαιο 1 Περιγραφή του Προγράμματος TERRE 1.1 Επισκόπηση του προγράμματος TERRE Για την υλοποίηση της Κατευθυντήριας Γραμμής για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας έχουν οργανωθεί διάφορες πειραματικές πρωτοβουλίες. Το TERRE (Διευρωπαϊκή Ανταλλαγή Εφεδρείας Αντικατάστασης) είναι το πιλοτικό έργο που έχει επικυρωθεί από τον ENTSO E ( net.org) για τις διασυνοριακές ανταλλαγές Εφεδρείας Αντικατάστασης (ΕΑ ή RR). Η λύση του TERRE σκοπεύει να ενισχύσει την εμπειρία της τρέχουσας διμερούς λύσης Εξισορρόπησης μεταξύ των Διαχειριστών του Συστήματος Μεταφοράς (ΔΣΜ ή TSO) που χρησιμοποιείται μεταξύ NG RTE (Αγγλία Γαλλία), REE RTE (Ισπανία Γαλλία) και REΝ REE (Πορτογαλία Ισπανία). Το πρόγραμμα TERRE χρησιμοποιεί το προγενέστερο έργο των REN, REE και RTE και στοχεύει στην ανάπτυξη μιας λύσης για την ανταλλαγή της ενέργειας εξισορρόπησης μεταξύ των ΔΣΜ. Το TERRE αποτελεί μια συνεργασία πολλών Ευρωπαϊκών ΔΣΜ, από την Αγγλία μέχρι την Ελλάδα. 7 ευρωπαϊκοί ΔΣΜ συμμετέχουν στο πιλοτικό έργο TERRE ενώ 3 ευρωπαϊκά ΔΣΜ είναι παρατηρητές. Αυτοί είναι που θα αποφασίζουν την ποσότητα της ισχύος για την οποία θα πραγματοποιηθούν προσφορές. Η σχετική πλατφόρμα θα λειτουργεί κάτω από την ευθύνη όλων των μελών του TERRE, οι οποίοι θα είναι ταυτόχρονα και οι ιδιοκτήτες της. Σχήμα 1:Παρατηρητές και συμμετέχοντες του TERRE [1] 1

12 Ο ΑΔΜΗΕ ξανασχεδιάζει αυτήν την περίοδο την τοπική αγορά ηλεκτρικής ενέργειάς του και θα συμμετέχει στη φάση εφαρμογής του προγράμματος TERRE μόνο ως παρατηρητής. Επιπλέον, ο ΑΔΜΗΕ δεν χρησιμοποιεί αυτήν την περίοδο ΕΑ για εξισορρόπηση ενέργειας και έχει αποφασίσει να συνεχίσει αυτήν την πολιτική και στο άμεσο μέλλον. Θα επαναξιολογήσει την απόφασή του για την εφαρμογή του TERRE σε ένα μεταγενέστερο στάδιο μετά από την αναδιάρθρωση της αγοράς στην Ελλάδα Σκοπός και οι στόχοι του προγράμματος TERRE Ο σκοπός του προγράμματος είναι να εφαρμοστεί διασυνοριακή ανταλλαγή της ΕΑ, στην οποία θα συντονίζονται πολλοί ΔΣΜ. Σε συμφωνία πάντα με τους στόχους και τις οδηγίες των Κατευθυντήριων Γραμμών για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας (GL EB). Το πρότυπο για την ανταλλαγή υπηρεσιών εξισορρόπησης που εξετάζεται σε αυτό το πρόγραμμα είναι το πρότυπο ΔΣΜ ΔΣΜ. Ο κύριος στόχος του προγράμματος TERRE είναι να καθιερώσει και να ενεργοποιήσει μια πλατφόρμα ικανή να συγκεντρώνει όλες τις προσφορές αντικατάστασης εφεδρείας από τις τοπικές αγορές εξισορρόπησης των ΔΣΜ και να παρέχει την βέλτιστη χορήγηση ΕΑ για να καλυφθούν οι ανάγκες εξισορρόπησης των ΔΣΜ. Επιπλέον, ο στόχος του προγράμματος TERRE είναι να αξιολογηθεί και να εξεταστεί ο αντίκτυπος της σχεδιασμένης διασυνοριακής λύσης για την εξισορρόπηση ενέργειας από άποψη: αναμενόμενων κερδών και δαπανών πιθανών εμπόδιων αναγκαίων αλλαγών στο σχέδιο της αγοράς ανάπτυξης τεχνολογίας πληροφόρησης (Information Technology) Η εμπειρία και η γνώση που έχει αποκτηθεί θα συμβάλλει έπειτα στην εφαρμογή, σε ευρωπαϊκό επίπεδο, του μοντέλου στόχου (target mοdel) για τη Διασυνοριακή Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας όπως προσδιορίζεται στις Κατευθυντήριες Γραμμές για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής ενέργειας (GL EB). Τα αναμενόμενα οφέλη του προγράμματος TERRE περιλαμβάνουν: ενίσχυση της αποδοτικότητας της εξισορρόπησης καθώς και των ευρωπαϊκών, περιφερειακών και εθνικών αγορών εξισορρόπησης ενοποίηση αγορών εξισορρόπησης και προώθηση των δυνατοτήτων για ανταλλαγή υπηρεσιών εξισορρόπησης, εξασφαλίζοντας ασφαλή λειτουργία των αγορών εξασφάλιση ότι η προμήθεια των υπηρεσιών εξισορρόπησης είναι δίκαιη, αντικειμενική και βασισμένη στην αγορά, έτσι ώστε να αποφεύγονται τα αδικαιολόγητα εμπόδια και να εισέλθουν νεοεισερχόμενοι, ενώ αποτρέπει τις αδικαιολόγητες διαστρεβλώσεις στην εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας διευκόλυνση της συμμετοχή των Υπηρεσιών Απόκρισης Ζήτησης (DSR) και των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. 2

13 1.1.2 Περιγραφή της φάσης σχεδιασμού Η λύση του TERRE έχει σχεδιαστεί προκειμένου να είναι συμβατή με τις απαιτήσεις της εφαρμογής του μοντέλου εξισορρόπησης ΔΣΜ ΔΣΜ σύμφωνα με: Το Πλαίσιο της Κατευθυντήριας Γραμμής για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας που δημοσιεύθηκε από την Υπηρεσία για τη Συνεργασία των Ρυθμιστικών Αρχών (ACER) στις 18 Σεπτεμβρίου Την ειδική σύσταση της Υπηρεσίας για τη Συνεργασία των Ρυθμιστικών Αρχών (ACER), σχετικά με την εξισορρόπηση ενέργειας στις 20 Ιουλίου Την Κατευθυντήρια Γραμμή για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας, η οποία αυτήν την περίοδο είναι σε διαδικασία προ τροπολογιών. Η φάση σχεδιασμού άρχισε στο τέλος του 2013 και έχει οργανωθεί σε έξι πακέτα τεχνικών εργασιών, συν ένα νομικό και διακυβερνητικό πακέτο. Κάθε τεχνικό πακέτο εργασιών καθοδηγείται από ένα ή δύο συμμετέχοντες Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς (TSOs). Τα πακέτα τεχνικών εργασιών για το πρόγραμμα είναι τα ακόλουθα: 1. Προϊόν & απόκλιση 2. Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης & αλγόριθμος 3. Διακανονισμός 4. Χρονισμός & σχεδιασμός 5. Διαχείριση Διαθέσιμης Μεταφορικής Ικανότητας 6. Οικονομική ανάλυση 3

14 1.2 Επισκόπηση των διαφορετικών τύπων αγορών εξισορρόπησης χειροκίνητης εφεδρείας στο TERRE Ισπανία (RR και mfrr) Πορτογαλία (RR και mfrr) Γαλλία (RR και mfrr) Αγγλία (RR και mfrr) Ελβετία (RR και mfrr) Ιταλία (RR και mfrr) Ελλάδα (RR) Σύστημα προμήθειας Έμμεσες ή άμεσες αγορές εξισορρόπησης Οργανωμένη αγορά Άμεσες Υποχρεωτικές (mandatοry) προσφορές Άμεσες Προσυμφωνημένες και υποχρεωτικές προσφορές Άμεσες και Έμμεσες Προσυμφωνημένες και υποχρεωτικές προσφορές Άμεσες και Έμμεσες Οργανωμένη αγορά Υποχρεωτικές (mandatοry) προσφορές Υποχρεωτική πρόβλεψη (Prοvisiοn) Άμεσες Άμεσες Έμμεσες Χειροκίνητη εφεδρεία Ελάχιστη ποσότητα προσφοράς Υπηρεσίες Απόκρισης Ζήτησης Αιολική ή ηλιακή συμμετοχή Διακανονισμός (Settlement rule) 0.1 MW 1 MW 10 MW 1 MW 5 MW 1 MW 1 MW Όχι Όχι Ναι Ναι Ναι Όχι Όχι Η ρύθμιση τέθηκε σε ισχύ τον Φεβρουάριο 2016 Οριακή Τιμολόγηση (Marginal Pricing) Όχι Όχι Ναι Ναι Όχι Όχι Οριακή Τιμολόγηση (Marginal Pricing) Τιμολόγηση βάση προσφοράς (Pay as bid) Τιμολόγηση βάση προσφοράς (Pay as bid) Τιμολόγηση βάση προσφοράς (Pay as bid) Τιμολόγηση βάση προσφοράς (Pay as bid) Οριακή Τιμολόγηση (Marginal Pricing) Διαιρετές προσφορές Ναι Ναι Ναι Ναι Όχι Ναι Ναι Μπλοκ προσφορές Ναι Όχι Όχι Ναι Ναι Ναι Αποκλειστικές προσφορές Όχι Όχι Όχι Όχι Όχι Όχι Συνδεδεμένες προσφορές Ναι Όχι Όχι Όχι Όχι Ναι Απλές Προσφορές Πολλών Βημάτων Αρνητικές τιμές: ανοδική προσφορά Αρνητικές τιμές: καθοδική προσφορά Μέθοδος κατανομής Μεταβολή παραγωγής Ναι Ναι Όχι Ναι Όχι Όχι Όχι Όχι Όχι Ναι Ναι Όχι Όχι Όχι Όχι Ναι Ναι Ναι Όχι Όχι Αυτόνομη Αυτόνομη Αυτόνομη Αυτόνομη Αυτόνομη Κεντρική Κεντρική Όχι Όχι Ναι Ναι Όχι Ναι Ναι Πίνακας 1: Βασικές Πληροφορίες Προγράμματος TERRE [1] 4

15 1.3 Bασικό προϊόν και αποκλίσεις Ορισμός του διασυνοριακού προϊόντος Το βασικό προϊόν του TERRE είναι ένα μπλοκ χρονοδιάγραμμα 15 λεπτών, δηλαδή μπορεί να ενεργοποιηθεί για ένα τέταρτο της ώρας: hh:00 hh:15, hh:15 hh:30, hh:30 hh:45 ή hh:45 hh:60 ή και ένα πολλαπλάσιο τετάρτων. Ο Πλήρης Χρόνος Ενεργοποίησης (ΠΧΕ ή FAT) του προϊόντος είναι 30 λεπτά. Οι Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς σχεδιάζουν αυτό το μπλοκ στους ελεγκτές τους και καθορίζουν τα μπλοκ ενέργειας μεταξύ τους. Το προϊόν του TERRE θα είναι ένα από τα τυποποιημένα προϊόντα Εφεδρείας Αντικατάστασης (EA ή RR) του οποίου τα χαρακτηριστικά απεικονίζονται παρακάτω: Σχήμα 2: Δομή του Βασικού προϊόντος εξισορρόπησης (1) [1] 5

16 Σχήμα 3: Δομή του βασικού προϊόντος εξισορρόπησης (2) [1] Δηλαδή, το βασικό προϊόν που έχει σχεδιαστεί περιλαμβάνεται στο μπλε ορθογώνιο παρακάτω, δηλαδή δεν υπολογίζονται σ αυτό οι ανοδικές και καθοδικές μεταβολές της ισχύος (γαλάζια τρίγωνα): Σχήμα 4: Ποσότητα ενέργειας σε διασυνοριακό επίπεδο στο TERRE [1] Ορισμοί Διευκρινίσεις Περίοδος διανομής: είναι η χρονική περίοδος κατά την οποία οι Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης (ΟΠΥΕ) διανέμουν στο σύστημα όλη την ενέργεια που έχει ζητηθεί. Διαιρετότητα: δίνει στον ΔΣΜ τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει μέρος των προσφορών εξισορρόπησης των ΟΠΥΕ, είτε σε όρους ποσότητας είτε σε όρους χρονικής διάρκειας. Αυτή η παράμετρος είναι υπό την ευθύνη των ΟΠΥΕ. Η διαιρετότητα σχετίζεται άμεσα με το μέγιστο μέγεθος προσφοράς. Πλήρης Χρόνος Ενεργοποίησης (ΠΧΕ): είναι η χρονική περίοδος από το αίτημα ενεργοποίησης από τον ΔΣΜ και την αντίστοιχη πλήρη ενεργοποίηση του σχετικού προϊόντος. Είναι το άθροισμα της περιόδου προετοιμασίας και της περιόδου μεταβολής της παραγωγής. Η διάρκειά της έχει αποφασισθεί στα 30min. 6

17 Σχήμα 5: Παραδείγματα Πλήρους Χρόνου Ενεργοποίησης του TERRE [1] Η έννοια του Πλήρους Χρόνου Ενεργοποίησης δημιουργήθηκε για να προσφέρει ευελιξία στην αγορά. Για παράδειγμα μπορούν να υπάρχουν δύο διαφορετικές μονάδες παραγωγής: Α: περίοδος προετοιμασίας= 5mins, περίοδος μεταβολής της παραγωγής= 25mins B: περίοδος προετοιμασίας= 25mins, περίοδος μεταβολής της παραγωγής= 5mins. Και οι δύο μονάδες παραγωγής μπορούν να ενταχθούν στο μηχανισμό. Μέγιστο Μέγεθος Προσφοράς: αναφέρεται στη μέγιστη ποσότητα MW που μπορούν να συναθροιστούν σε μία μόνο προσφορά μίας ΟΠΥΕ. Σε περίπτωση μιας διαιρετής προσφοράς δεν απαιτείται μέγιστο μέγεθος προσφοράς, ενώ σε περίπτωση μη διαιρετής προσφοράς είναι απαραίτητη, αλλά με βάση τους τοπικούς κανονισμούς κάθε χώρας. Μέγιστη Περίοδος Διανομής: είναι η μέγιστη χρονική διάρκεια στην οποία η ΟΠΥΕ μπορεί να διανείμει όλη τη ζητούμενη ενέργεια. Έχει τεθεί στα 60mins, ώστε να μην υπάρχουν παρεμβολές με τις διασυνοριακές ενδοημερήσιες αγορές. Ελάχιστη Περίοδος Διανομής: είναι ο ελάχιστος χρόνος επίλυσης (resolution time) κάθε προσφοράς. Έχει τεθεί στα 15mins, ώστε να παρέχεται μεγαλύτερη ευελιξία στην αγορά. Ελάχιστη Ποσότητα: αναφέρεται στην ελάχιστη τιμή σε MW που μπορεί μια ΟΠΥΕ να προσφέρει. Μικρότερες τιμές οδηγούν σε μεγαλύτερη ευελιξία των ΟΠΥΕ. Έχει τεθεί στο 1MW. Περίοδος Προετοιμασίας: είναι το χρονικό διάστημα μεταξύ του αιτήματος του ΔΣΜ και της εκκίνησης διανομής της ενέργειας. Διαρκεί 0 30mins. Περίοδος Μεταβολής της Παραγωγής: είναι η χρονική περίοδος στην οποία η είσοδος ή η έξοδος ενεργού ισχύος αυξάνεται η μειώνεται. Διαρκεί 0 30mins. Ανάλυση (Resolution): Ανάλυση 0.1 MW σημαίνει ότι σε περίπτωση μερικής αποδοχής μίας προσφοράς, η ποσότητα θα στρογγυλοποιηθεί με ακρίβεια ενός δεκαδικού ψηφίου. Περίοδος Ισχύος: Είναι η χρονική περίοδος μέσα στην οποία μία προσφορά εξισορρόπησης ενέργειας από μία ΟΠΥΕ μπορεί να ενεργοποιηθεί. Καθορίζεται από 7

18 την ΟΠΥΕ και θα πρέπει να είναι μικρότερη από την μέγιστη περίοδο διανομής δηλαδή μικρότερη από 60mins ΟΠΥΕ ΔΣΜ & ΟΕΕ ΔΣΜ κανόνες και απαιτήσεις Με σεβασμό στο σχεδιασμό του τυποποιημένου προϊόντος και τους όρους και τις διατάξεις κάτω από την ομπρέλα των Κατευθυντήριων Γραμμών για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΟΕΕ: υπολογισμός της απόκλισης, τιμή απόκλισης, ΟΠΥΕ: διακανονισμός της υπηρεσίας, πιθανή επεξεργασία της μη συμμόρφωσης, διακανονισμός μεταβολής της παραγωγής), ο στόχος θα ήταν να υπάρξουν όσο το δυνατόν περισσότερα εναρμονισμένα χαρακτηριστικά για την έναρξη ισχύος του TERRE. Εντούτοις μερικές διαφορές μπορεί να είναι δύσκολο να υπερνικηθούν Προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης Οι ακόλουθοι τύποι προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης μπορούν να επεξεργαστούν από την Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης: Διαιρετές προσφορές, Μπλοκ προσφορές, Αποκλειστικές προσφορές, Απλές Προσφορές Πολλών Βημάτων, Συνδεδεμένες προσφορές. Μια Διαιρετή Προσφορά (Divisible Offer) περιλαμβάνει μόνο μία ποσότητα και μια τιμή. Η περίοδος διανομής μπορεί να είναι 15, 30, 45 ή 60 λεπτά. Υπάρχει ελάχιστη ποσότητα. Ο αλγόριθμος μπορεί να δεχθεί μόνο ένα μέρος της ποσότητας αλλά η ίδια ποσότητα θα πρέπει να ληφθεί για ολόκληρη την περίοδο διανομής. Σχήμα 6: Διαιρετή Πρόσφορά με περίοδο διανομής 60mins [1] 8

19 Σχήμα 7: Διαιρετή Προσφορά με περίοδο διανομής 15mins [1] Μια Μπλοκ Προσφορά (Block Offer) επίσης περιλαμβάνει μόνο μία ποσότητα και μία τιμή. Η περίοδος διανομής μπορεί να είναι 15, 30, 45 ή 60 λεπτά. Σε αντίθεση με τη Διαιρετή, μια Μπλοκ Προσφορά γίνεται αποδεκτή ή απορρίπτεται στο σύνολό της. Σχήμα 8: Καταχωρημένη Μπλοκ Προσφορά [1] Σχήμα 9: Αποδεκτή Μπλοκ Προσφορά: ολόκληρη ή καθόλου [1] Μια Αποκλειστική Προσφορά (Exclusive Offer) πρέπει να ικανοποιεί την παρακάτω συνθήκη: μόνο μία (ή καμία) από τις αποκλειστικές προσφορές μπορεί να ενεργοποιηθεί. Έτσι η ενεργοποίηση μίας υποπροσφοράς αποκλείει την ενεργοποίηση όλων των άλλων υποπροσφορών που ανήκουν στην ίδια Αποκλειστική Προσφορά. Προσφέρουν ευελιξία στις ΟΠΥΕ. Μπορεί να είναι είτε Διαιρετές είτε Μπλοκ προσφορές. Υπάρχει ανώτατο όριο υποπροσφορών σε κάθε Αποκλειστική Προσφορά. Στο 9

20 παράδειγμα παρακάτω απεικονίζονται 4 υποπροσφορές (ποσότητα/ τιμή), με την ίδια περίοδο διανομής. Μόνο μία από αυτές μπορεί να γίνει αποδεκτή από τον αλγόριθμο. Σχήμα 10: Αποκλειστική Προσφορά με 4 υπο προσφορές [1] Μια Απλή Προσφορά Πολλών Βημάτων (Multi part Offer) περιέχει πολλές τιμές για διάφορες ποσότητες και μία μόνο περίοδο διανομής. Επιτρέπουν στις ΟΠΥΕ να μοντελοποιήσουν εσωτερικά τα σταθερά τους κόστη (πάγιες επιβαρύνσεις). Μπορεί να είναι είτε Διαιρετές είτε Μπλοκ Προσφορές. Μία Απλή Προσφορά Πολλών Βημάτων μπορεί να μοντελοποιηθεί και ως Αποκλειστική προσφορά. 10

21 Σχήμα 11 Παράδειγμα Απλής Προσφοράς Πολλών Βημάτων με περίοδο διανομής από H+ 15min μέχρι H+60min και τρία τμήματα [1] Στο παραπάνω παράδειγμα η Απλή Προσφορά Πολλών Βημάτων έχει περίοδο διανομής από Η+15 min μέχρι Η+60 min και αποτελείται από τρία μέρη: H Ποσότητα Q1 (Q1 20MW) τιμολογείται στα 50 /MWh H Ποσότητα Q2 (20MW Q2 25MW) τιμολογείται στα 70 /MWh H Ποσότητα Q3 (25MW Q2 40MW) τιμολογείται στα 100 /MWh Οι Συνδεδεμένες Προσφορές (Linking Offers) έχουν διαφορετικές περιόδους διανομής και ικανοποιούν την παρακάτω συνθήκη: μία υποπροσφορά (δεν) θα ενεργοποιηθεί μόνο αν μια άλλη υποπροσφορά (δεν) ενεργοποιηθεί. Πλεονέκτημα τους είναι ότι παρέχουν ευελιξία στις ΟΠΥΕ σε ότι αφορά τους ενεργειακούς περιορισμούς τους. Για παράδειγμα μία ΟΠΥΕ δεν μπορεί να δεχθεί μια προσφορά στα πρώτα 15 λεπτά αν δεν υπάρχει και κάποια να γίνει αποδεκτή στα επόμενα 15 λεπτά. Υπάρχει ανώτατο όριο υπο προσφορών σε κάθε συνδεδεμένη προσφορά. 11

22 Σχήμα 12: Συνδεδεμένες Προσφορές: θα γίνουν αποδεκτές και οι 3 ή καμία [1] Μπορεί να είναι είτε Διαιρετές είτε Μπλοκ Προσφορές. Στην περίπτωση των Διαιρετών Συνδεδεμένων Προσφορών πρέπει να ενεργοποιείται το ίδιο ποσοστό ποσότητας από όλες τις προσφορές όπως φαίνεται παρακάτω: Σχήμα 13: Συνδεδεμένες Διαιρετές Προσφορές: το ίδιο ποσοστό και από τις 3 προσφορές γίνεται αποδεκτό [1] Μη διαθέσιμες Προσφορές Οι Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς έχουν τη δυνατότητα να μαρκάρουν κάποιες προσφορές ως μη διαθέσιμες (Unavailable Offers). Υπάρχουν δύο τύποι μη διαθέσιμων προσφορών: Προσφορές για Ιδία Χρήση (Unshared Offers) τις οποίες οι ΔΣΜ κρατούν για δική τους χρήση, πρέπει να είναι σύμφωνες με ορισμένους περιορισμούς (όπως ότι η ποσότητα των Προσφορών για Ιδία Χρήση δεν πρέπει να ξεπερνά την εφεδρεία εξισορρόπησης ΕΑ που εξασφαλίστηκε από τον ΔΣΜ). 12

23 Περιορισμένες Προσφορές (Restricted Offers) οι οποίες δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν λόγω εσωτερικών συμφορήσεων ή ζητημάτων ασφαλείας στη λειτουργία Απόκλιση και ελαστικότητα Περιγραφή της απόκλισης Όπως οι προσφορές έτσι και η απόκλιση που καταχωρείται στην πλατφόρμα από το Διαχειριστή του Συστήματος Μεταφοράς έχει ορισμένα χαρακτηριστικά: Ο αναμενόμενος χρόνος είναι 45 min ή περισσότερο πριν τον πραγματικό χρόνο (real time). Η ελάχιστη ποσότητα 0 MW. Η μέγιστη ποσότητα πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση του αθροίσματος όλων των διαθέσιμων προσφορών. Ο ελάχιστος χρόνος διανομής 15 min, ο μέγιστος 60 min. Η απόκλιση είναι σταθερή αλλά μπορεί να διαιρεθεί σε τμήματα των 1 ΜW σύμφωνα με τον ΔΣΜ. Για ανελαστική ζήτηση οι ΔΣΜ δεν τιμολογούν τις ανάγκες τους. Για ελαστική ζήτηση υποβάλλεται μια τιμή η οποία θα θέσει στον κάθε ΔΣΜ μια μέγιστη/ελάχιστη τιμή την οποία είναι διατεθειμένος να πληρώσει/λάβει για να ικανοποιήσει τις ανάγκες του. Χρόνος επίλυσης (Time Resolution) 15mins. Η κατεύθυνση των αποκλίσεων είναι θετική όταν το σύστημα παρουσιάζει έλλειμμα και αρνητική όταν παρουσιάζει πλεόνασμα. 1.4 Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης και αλγόριθμος Επιλογή βελτιστοποίησης του αλγορίθμου Για τη βελτιστοποίηση του αλγορίθμου λήφθηκαν υπόψη οι παρακάτω κανόνες, λόγω των χαρακτηριστικών τους αλλά και της επιρροής τους στην εκκαθάριση του TERRE: Μεγιστοποίηση του Κοινωνικού Πλεονάσματος (Sοcial Welfare) Κοινωνικό Πλεόνασμα είναι η περιοχή που ορίζεται ανάμεσα στις καμπύλες προσφοράς (αρνητική απόκλιση/ανοδικές προσφορές) και ζήτησης (θετική απόκλιση/καθοδικές προσφορές). Η μεγιστοποίησή του έχει καθοριστεί ως κύριος στόχος του προγράμματος, λόγω του ότι αντιπροσωπεύει την πιο απλή και εύρωστη διαδικασία. Αποτελεί επίσης κύριο ζήτημα και για τους ΔΣΜ αφού εγγυάται αποδοτικότητα στην αγορά. Ελαστική Απόκλιση Η χρήση ελαστικής απόκλισης παρέχει ευελιξία στους ΔΣΜ να καθορίζουν αν η απόκλισή τους θα ικανοποιηθεί από το TERRE ή από άλλες εναλλακτικές όπως μια τοπική αγορά RR ή FRR. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους εξισορρόπησης και την απλοποίηση της διαδικασίας Συμψηφισμού (Νetting process), επειδή η διασύνδεση εφαρμόζεται με βάση τις τιμές των αποκλίσεων και δεν χρειάζονται προκαθορισμένοι κανόνες. Μία μοναδική Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης Επιτρέπει το Συμψηφισμό των Αποκλίσεων σε ένα στάδιο, αυξάνοντας έτσι το Κοινωνικό Πλεόνασμα. Αν χρησιμοποιηθούν δύο Λίστες Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης, μία για θετικές αποκλίσεις και μία για αρνητικές, ο Συμψηφισμός των Αποκλίσεων δεν θα είναι δυνατός κατά τη διαδικασία εκκαθάρισης σε ένα στάδιο (one stage clearing process). 13

24 Η θετική απόκλιση και οι καθοδικές προσφορές αντιπροσωπεύουν την καμπύλη ζήτησης. Η αρνητική απόκλιση και οι ανοδικές προσφορές αντιπροσωπεύουν την καμπύλη προσφοράς. Διαδικασία εκκαθάρισης σε ένα στάδιο (One stage clearing process) Δεν υπάρχει διαφοροποίηση ανάμεσα στο Συμψηφισμό των Αποκλίσεων και στην ενεργοποίηση καθοδικών ή ανοδικών προσφορών για την ικανοποίηση της ζήτησης του ΔΣΜ. Η ενεργοποίηση καθοδικών ή ανοδικών προσφορών θα έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερο Κοινωνικό Πλεόνασμα απ ότι στην περίπτωση μη συμψηφισμού, δηλαδή εκκαθάριση σε δύο στάδια. Εναρμόνιση τοπικών κανόνων που σχετίζονται με αρνητικές τιμές Η εισαγωγή κοινών κανόνων για την τιμολόγηση θα αποτρέψει επιπλέον πολυπλοκότητα και διακρίσεις ανάμεσα στις ΟΠΥΕ και στους ΔΣΜ που συμμετέχουν. Επίσης, θα συμβάλλει στη μεγιστοποίηση του Κοινωνικού Πλεονάσματος και σε μια τιμολόγηση χωρίς ανώτατο όριο (non capped) Περιγραφή της βελτιστοποίησης Κοινωνικό Πλεόνασμα (Social Welfare) Είναι η διαφορά ανάμεσα στο πλεόνασμα των Διαχειριστών του Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας (αντιπροσωπεύεται από τις προσφορές για τις αποκλίσεις τους) μείον το κόστος παραγωγής των Οντοτήτων Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης (αντιπροσωπεύεται από τις προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης). Είναι με άλλα λόγια η διαφορά μεταξύ των ικανοποιημένων αναγκών και των ενεργοποιημένων προσφορών. Στόχος είναι η μεγιστοποίηση αυτής της περιοχής κατά την καθορισμένη περίοδο εκκαθάρισης της αγοράς, η οποία είναι ίση με μία ώρα. Σχήμα 14: Κοινωνικό Πλεόνασμα [1] 14

25 Αν διαφορετικές λύσεις της ίδιας συνάρτησης οδηγούν σε ίδιο Κοινωνικό Πλεόνασμα επιλέγεται η λύση με τη μεγαλύτερη ενεργοποιημένη ποσότητα, είτε σε όρους προσφοράς είτε ζήτησης. Αυτό απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα: Σχήμα 15: Απροσδιοριστία ποσότητας: η μεγαλύτερη ποσότητα γίνεται αποδεκτή [1] Ροές στην αντικειμενική συνάρτηση Δεύτερος ιεραρχικά στόχος του αλγόριθμου μετά τη μεγιστοποίηση του Κοινωνικού Πλεονάσματος είναι η ελαχιστοποίηση των ροών (flοws) που πρέπει να πραγματοποιηθούν. Αν δύο διαφορετικές λύσεις οδηγούν στο ίδιο Κοινωνικό Πλεόνασμα επιλέγεται εκείνη με τις λιγότερες διασυνοριακές ροές. Η Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (ATC) θέτει περιορισμό στη μέγιστη τιμή μίας ροής. Η ελαχιστοποίηση των ροών λαμβάνεται υπόψη τόσο στην βασική συνάρτηση, όσο και σε μία ξεχωριστή συνάρτηση που έχει ως είσοδο τις ενεργοποιήσεις και τις ανάγκες που έχουν καλυφθεί και παράγει ως έξοδο τις ροές. Περιορισμοί του βήματος προγραμματισμού Αν το βήμα προγραμματισμού ήταν ίσο με το χρόνο επίλυσης (Market Resolution Time Period), δηλαδή 15mins θα είχαμε την πιο αποδοτική λύση, όλες οι ανάγκες θα ικανοποιούνταν, όλες οι προσφορές θα ενεργοποιούνταν και δε θα χρειαζόταν περιορισμός για τις ροές. Λόγω του ότι στις περισσότερες χώρες που συμμετέχουν το βήμα προγραμματισμού ισούται με μία ώρα (εκτός από τα σύνορα Γαλλίας Ελβετίας: 30mins) αυτό δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί. Στόχος του προγράμματος είναι να μειώσει σταδιακά το βήμα προγραμματισμού στο μέλλον. Μέθοδος Συμψηφισμού (Netting) Συμψηφισμός είναι το ταίριασμα δύο αποκλίσεων αντίθετων κατευθύνσεων, για παράδειγμα η μεταφορά ενέργειας από μία ζώνη με αρνητική απόκλιση σε μία με θετική. Όσο περισσότεροι Συμψηφισμοί συμβαίνουν τόσο λιγότερες αποκλίσεις και προσφορές 15

26 μένουν. Βέβαια λιγότερες ενεργοποιημένες προσφορές δεν οδηγούν απαραίτητα σε μικρότερες Οριακές Τιμές ή σε μεγαλύτερο Κοινωνικό Πλεόνασμα. Συγκεκριμένα σε περιπτώσεις ελαστικής ζήτησης η ενεργοποίηση προσφορών μπορεί να είναι πιο συμφέρουσα οικονομικά απ ότι ο Συμψηφισμός των Αποκλίσεων. Ειδικές Περιπτώσεις Συμφορήσεις Συμφορήσεις (Congestions) συμβαίνουν όταν η Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (ATC) δεν είναι σε θέση να πραγματοποιήσει τις φθηνότερες συναλλαγές. Δηλαδή κάποιες προσφορές που έχουν υποβληθεί δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν και ο ΔΣΜ πρέπει να ικανοποιήσει τις ανάγκες του με τη χρήση ακριβότερων προσφορών. Έχουν επίδραση και στο Συμψηφισμό των Αποκλίσεων, διότι δύο αποκλίσεις μπορεί να μη συμψηφισθούν λόγω συμφόρησης. Τέλος, μπορεί προκαλέσουν την ύπαρξη δύο διαφορετικών τιμών ανάμεσα στις δύο περιοχές που παρουσιάζουν τη συμφόρηση. Διαδικασία ανατροφοδότησης Σε περίπτωση που η διαδικασία εκκαθάρισης του TERRE αποτύχει, η προμήθεια και η ενεργοποίηση της ενέργειας εξισορρόπησης θα διαχειριστεί αποκλειστικά σε εθνικό επίπεδο. Αντισταθμιστικές Ενεργοποιήσεις Με τον όρο αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις (counter activations) αναφερόμαστε στην ταυτόχρονη ενεργοποίηση μίας ανοδικής και μιας καθοδικής προσφοράς ώστε να αυξηθεί το κοινωνικό πλεόνασμα. Λόγω του ότι όλες οι προσφορές ενέργειας βρίσκονται στην Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης, αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις θα προκύψουν αν κάποιες καθοδικές προσφορές έχουν μεγαλύτερες τιμές από κάποιες ανοδικές (δηλαδή όταν κάποιες ΟΠΥΕ προτίθενται να πληρώσουν σε υψηλότερες τιμές για να μειώσουν την παραγωγή τους απ ότι οι ΟΠΥΕ προτίθενται να λάβουν για να αυξήσουν την παραγωγή τους). Αν μια καθοδική (μπλε) προσφορά έχει υψηλότερη τιμή από μια ανοδική (κίτρινο) τότε θα ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, αυξάνοντας έτσι το Κοινωνικό Πλεόνασμα. 16

27 Σχήμα 16: Επεξήγηση των αντισταθμιστικών ενεργοποιήσεων [1] Υπάρχουν δύο είδη αντισταθμιστικών ενεργοποιήσεων: 1. Εσωτερικές (Internal) αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις 2. Διασυνοριακές (XB) αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις Και οι δύο τύποι ενεργοποιήσεων συμβάλλουν στην αύξηση του Κοινωνικού Πλεονάσματος, στη μη παραμόρφωση της Οριακής Τιμής και δίνουν μεγαλύτερη πιθανότητα ενεργοποίησης στις ΟΠΥΕ. Όμως οι Εσωτερικές ενεργοποιήσεις δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις ανάγκες του ΔΣΜ λόγω ανεπάρκειας των εθνικών αγορών. Επίσης υπάρχει η δυνατότητα χρήσης ισχύος διασυνοριακά προς μία κατεύθυνση, αλλά αυτό μειώνει την διαθέσιμη διασυνοριακή ισχύ για ανταλλαγές άλλων διαδικασιών (mfrr, sfrr). Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα του 2013 ώστε να εκτιμηθεί ο αριθμός των πιθανών ενεργοποιήσεων την πρώτη φορά έγιναν προσομοιώσεις που επέτρεπαν αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν ξανά απαγορεύοντας αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις. Tο όριο που τέθηκε όσον αφορά το μέγιστο επιτρεπόμενο αριθμό ενεργοποιήσεων ανοδικών και καθοδικών προσφορών ήταν ίσο με τις ανοδικές και καθοδικές ανάγκες που είχαν υποβληθεί. Τα αποτελέσματα της μελέτης παρουσιάζονται στο παρακάτω σχήμα, όπου παρατηρείται μια αύξηση 19.8% στην ποσότητα που ενεργοποιήθηκε για ανοδική ενεργοποίηση και 7.8% αύξηση για καθοδική ενεργοποίηση όταν επιτράπηκαν αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις. 17

28 Σχήμα 17: Αθροιστικές ενεργοποιημένες ποσότητες που επιτρέπουν ή δεν επιτρέπουν αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις [1] Άλλοι λειτουργικοί περιορισμοί HVDC συνδέσεις Τα HVDC συστήματα παρουσιάζουν απώλειες της γραμμής διασύνδεσης συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης (HVDC interconnector). Λόγω αυτών η ποσότητα που ξεκινά από την περιοχή η οποία εξάγει, διαφέρει με την ποσότητα που φθάνει στην περιοχή η οποία εισάγει. Οι απώλειες αυτές έχουν συμπεριληφθεί στον αλγόριθμο του TERRE. Επίσης, εισάγονται επιπλέον περιορισμοί σχετικά με την ελεγξιμότητα των HVDC συνδέσεων. Και αυτό γιατί στα DC σύνορα δεν υπάρχει εφεδρεία σε περίπτωση λειτουργικών προβλημάτων, σε αντίθεση με τα AC σύνορα που η ισχύς μπορεί να μειωθεί για να προμηθεύσει λειτουργικές απαιτήσεις. Χειρισμός μη προβλεπόμενων προσφορών Μπορεί να υπάρξουν φορές όπου μια αποδεκτή ανοδική (ή καθοδική) προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης έχει μεγαλύτερη (ή μικρότερη) τιμή από την Οριακή Τιμή (marginal price). Αυτές οι προσφορές ονομάζονται μη προβλεπόμενες αποδεκτές προσφορές (Unforeseeably Accepted Offers). Όμοια, μπορεί να υπάρξουν φορές όπου μια απορριπτέα ανοδική (ή καθοδική) προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης έχει μικρότερη (ή μεγαλύτερη) τιμή από την Οριακή Τιμή (marginal price). Αυτές οι προσφορές ονομάζονται μη προβλεπόμενες απορριπτέες προσφορές (Unforeseeably Rejected Offers). 18

29 1.5 Αρχές σχεδιασμού Επιλογή Οριακής Τιμολόγησης Υπάρχουν δύο πιθανοί τρόποι αποπληρωμής της Εφεδρείας Αντικατάστασης (RR energy) που ανταλλάσσεται μέσω του TERRE: Πληρωμή βάση προσφοράς (pay as bid) Πληρωμή βάση εκκαθάρισης (Pay as cleared(marginal)) Λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού του TERRE και τις συστάσεις των Κατευθυντήριων Γραμμών για την Εξισορρόπηση Ηλεκτρικής Ενέργειας προτάθηκε να χρησιμοποιηθεί πληρωμή με βάση την εκκαθάριση (Οριακή Τιμή) για την διασυνοριακή ανταλλαγή ενέργειας που προέρχεται από το TERRE, εκτός και αν οι ΔΣΜ παρέχουν μια λεπτομερή ανάλυση στην οποία εξηγείται γιατί μια διαφορετική μέθοδος τιμολόγησης είναι αποτελεσματικότερη, σε ευρωπαϊκό επίπεδο εφαρμογής. Ορισμός της Οριακής Τιμής Σχηματικά απεικονίζεται στο σημείο τομής των καμπυλών προσφοράς και ζήτησης. Καμπύλη προσφοράς: ανοδικές προσφορές και καθοδική ζήτηση Καμπύλη ζήτησης: καθοδικές προσφορές και ανοδική ζήτηση. Σχήμα 18: Ορισμός Οριακής Τιμής [1] Για ενεργοποιημένες διαιρετές προσφορές η Οριακή Τιμή είναι μικρότερη από τις τιμές της ενεργοποιημένης καμπύλης ζήτησης και μεγαλύτερη από τις τιμές της ενεργοποιημένης καμπύλης προσφοράς. Για μη ενεργοποιημένες διαιρετές προσφορές η Οριακή Τιμή είναι μεγαλύτερη από τις τιμές της ενεργοποιημένης καμπύλης ζήτησης και μικρότερη από τις τιμές της ενεργοποιημένης καμπύλης προσφοράς. 19

30 1.5.3 Περιγραφή υπολογισμού Οριακής Τιμής Υπάρχει μία μόνο Οριακή Τιμή για κάθε ζώνη προσφοράς (bidding zone), άρα δεν υφίσταται ξεχωριστή τιμή για ανοδικές και καθοδικές ενεργοποιήσεις. Η τιμή πρέπει να είναι σύμφωνη τόσο με τις ενεργοποιημένες όσο και με τις μη ενεργοποιημένες προσφορές (σε περίπτωση απροσδιοριστίας). Ένα σύνολο μη συμφορημένων ζωνών προσφοράς έχει την ίδια τιμή. Σε περίπτωση συμφόρησης σε ένα σύνορο μπορούν να υπάρξουν διαφορετικές τιμές σε κάθε πλευρά της γραμμής διασύνδεσης (interconnector). Επειδή ως βάση του προϊόντος είναι τα 15min (ελάχιστη διάρκεια) θα πρέπει να υπάρχει μία Οριακή Τιμή κάθε 15min (ή και περισσότερες σε περίπτωση συμφόρησης) Απροσδιοριστίες Η Οριακή Τιμή θα βασιστεί στις τιμές των ενεργοποιημένων προσφορών των ΟΠΥΕ και αν χρειαστεί, στις τιμές των ήδη ικανοποιημένων αναγκών του ΔΣΜ. Στόχος είναι να εξαλειφθούν οι παρακάτω απροσδιοριστίες που συναντώνται: Απροσδιοριστία στην τιμή: σημείο στο μέσο Η επιλογή αυτή εγγυάται ισομερή κατανομή του Κοινωνικού Πλεονάσματος μεταξύ των αγοραστών και των πωλητών και είναι το κριτήριο που εφαρμόζεται προς το παρόν στη σύζευξη των περιφερειακών αγορών (Market Coupling of Regions (MRC). Σχήμα 19: Απροσδιοριστίες στην τιμή: σημείο στο μέσο [1] 20

31 1.5.5 Συμψηφισμός των Αποκλίσεων Στην περίπτωση Συμψηφισμού των Αποκλίσεων (Netting of imbalance needs) ο τύπος της απροσδιοριστίας εξαρτάται από την ελαστικότητα των αναγκών: Αν και η ανοδική και η καθοδική ζήτηση είναι ελαστικές τότε η τιμή καθορίζεται στο μέσο (όπως και στην περίπτωση της απροσδιοριστίας στην τιμή που παρουσιάστηκε παραπάνω). Σχήμα 20: Ειδική περίπτωση: και οι δύο αποκλίσεις ελαστικές [1] Στην περίπτωση όπου είτε η ανοδική είτε η καθοδική ζήτηση είναι ανελαστικές, ως Οριακή Τιμή καθορίζεται η τιμή της ελαστικής ζήτησης (Τ2). 21

32 Σχήμα 21: Ειδική περίπτωση: μια απόκλιση ελαστική, μία απόκλιση ανελαστική [1] Στην περίπτωση όπου και οι δύο είναι ανελαστικές η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής: κάθε σύστημα υπολογίζει μια «τιμή ευκαιρίας», υπολογίζεται δηλαδή για κάθε σύστημα μια διαφορετική Οριακή Τιμή. Έπειτα, το συνολικό κέρδος μοιράζεται ισομερώς στα συστήματα (εξαρτάται από το μέσο όγκο που ανταλλάσσεται). Ορισμός τιμής ευκαιρίας Η τιμή αυτή αντικατοπτρίζει το κόστος που γλιτώνει κάθε σύστημα εξ αιτίας του Συμψηφισμού των Αποκλίσεων μέσω του TERRE. Είναι δηλαδή το κόστος με το οποίο θα επιβαρυνόταν το σύστημα αν δεν υπήρχε το TERRE και κάθε ΔΣΜ θα έπρεπε να χρησιμοποιήσει δικές του εσωτερικές προσφορές (bids). Αν το TERRE δεν υπήρχε (δηλαδή υπήρχαν μόνο οι εθνικές αγορές Αντικατάστασης): Εφεδρείας Σχήμα 22: Τιμή Ευκαιρίας [1] 22

33 Για παράδειγμα, για οριακή τιμολόγηση, αν η ανάγκη του ΔΣΜ είναι 20MW τότε η τιμή ευκαιρίας θα είναι η εσωτερική Οριακή Τιμή(υποθετική) μείον 20 /MWh. Σχήμα 23: Παράδειγμα τιμής ευκαιρίας [1] Χρέωση Συμφόρησης (Congestion Rent) Υπάρχουν περιπτώσεις που τα σύνορα εντός του TERRE βρίσκονται σε συμφόρηση. Για το λόγο αυτό θα υπάρχουν διαφορετικές Οριακές Τιμές στις δύο πλευρές των συνόρων, μια τιμή την οποία προτίθεται να πληρώσει η μία περιοχή και μία τιμή την οποία προτίθεται να απολάβει η άλλη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πλεονάσματος, το οποίο προκύπτει από την ποσότητα της ανταλλασσόμενης ενέργειας επί την διαφορά των τιμών ενέργειας: Παράδειγμα: Απόκλιση συστήματος Α =0 MW Απόκλιση συστήματος B =+200 MW TERRE congestion rent = TERRE schedule x (ΔP) Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα(A >B) = 100 MW 23

34 Σχήμα 24: Χρέωση Συμφόρησης Συστήματα [1] Αν η Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (Available Transmission Capacity) ήταν άπειρη η καμπύλη θα ήταν η παρακάτω: Σχήμα 25: Χρέωση Συμφόρησης Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης [1] Λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς της ΔΜΙ (A >B = 100 MW) 24

35 Σχήμα 26: Χρέωση Συμφόρησης Περιορισμοί για τη ΔΜΙ [1] Δηλαδή τα πρώτα 10MW θα ενεργοποιηθούν στην περιοχή Α και θα εξαχθούν στην περιοχή Β, η οποία θα καλύψει την υπόλοιπη απόκλιση με την ενεργοποίηση των 100MW στην περιοχή Β. Επειδή υπάρχουν διαφορετικές Οριακές Τιμές (MP(A) < MP(B)), δηλαδή η τιμή που προτίθεται να πληρώσει η περιοχή Β είναι μεγαλύτερη από την τιμή που προτίθεται να λάβει η περιοχή Α για να εξάγει την ενέργεια, θα προκύψει πλεόνασμα: Χρέωση συμφόρησης = ποσότητα ανταλλασσόμενης ενέργειας x (ΟT(B) ΟT(A)) Σχήμα 27: Χρέωση Συμφόρησης Διαφορά Οριακής τιμής [1] 25

36 Σχήμα 28: Χρέωση Συμφόρησης [1] Εναρμόνιση ανώτατων και κατώτατων τιμών Σχήμα 29: Απλοποιημένη Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης [1] Αν η οριακή τιμή είναι αρνητική τότε οι ανοδικές προσφορές με θετική τιμή δε θα ενεργοποιηθούν ποτέ (αν ενεργοποιηθούν θα επηρεάσουν την Οριακή Τιμή και θα είναι πλέον θετική). 26

37 Αν η Οριακή Τιμή είναι αρνητική τότε μόνο οι καθοδικές προσφορές με θετική τιμή θα ενεργοποιηθούν (δηλαδή οι ΟΠΥΕ προτίθενται να πληρώσουν για να μειώσουν την παραγωγή τους) λόγω του ότι στόχος του προγράμματος είναι η μεγιστοποίηση του Κοινωνικού Πλεονάσματος ΔΣΜ με θετική απόκλιση Έστω ένας ΔΣΜ που δεν υποστηρίζει αρνητική τιμολόγηση και έχει θετική απόκλιση. Αν η Οριακή Τιμή είναι αρνητική, ο ΔΣΜ θα εισάγει πάντα από το TERRE γιατί οι ανοδικές του προσφορές δεν θα ενεργοποιηθούν ποτέ. Άρα η διασυνοριακή ροή θα έχει πάντα αρνητική τιμή και ο ΔΣΜ πλεόνασμα, το οποίο θα αναδιανέμεται στο εθνικό του σύστημα. Παράδειγμα Έστω ότι ο ΔΣΜ δεν υποστηρίζει αρνητική τιμολόγηση και έχει θετική απόκλιση, ανελαστική. Τα πράσινα βέλη δείχνουν την ποσότητα της απόκλισης του ΔΣΜ και τον ελάχιστο όγκο απαιτούμενων ανοδικών προσφορών που του συστήματος A. Σχήμα 30: ΔΣΜ με θετική απόκλιση Παράδειγμα με αρνητική Οριακή Τιμή [1] 27

38 Tο αποτέλεσμα είναι μία αρνητική Οριακή Τιμή (δηλαδή το σύστημα Α θα λάβει χρήματα από το TERRE για την εισαγωγή ενέργειας). Όλη η ανοδική απόκλιση του συστήματος Α ικανοποιήθηκε. Όλες οι καθοδικές προσφορές ενεργοποιήθηκαν. Τελικά το σύστημα θα εισάγει ενέργεια εξισορρόπησης. Επειδή το σύστημα Α δεν δέχεται αρνητικές τιμές σύμφωνα με τους τοπικούς κανονισμούς του, υπάρχουν 2 επιλογές: είτε να δεχθεί την Οριακή Τιμή των προσφορών του συστήματος Α (40 /MWh) ή να δεχθεί την τοπική κατώτατη (floor) τιμή του συστήματος Α (0 /MWh). Με τοπική κατώτατη τιμή (0 /MWh): ΔΣΜ A TERRE = 140 x ( 10) = 1400 TERRE ΔΣΜ A = 1400 ΟΠΥΕ ΔΣΜ A = 40 x 0 = 0 ΟEE ΔΣΜ A = 100 x 0 = 0 Πλεόνασμα A = 1400 Με Οριακή Τιμή των προσφορών (40 /MWh): ΔΣΜ A TERRE = 140 x ( 10) = 1400 TERRE ΔΣΜ A = 1400 ΟΠΥΕ ΔΣΜ A = 40 x 40 = 1600 ΟEE ΔΣΜ A = 100 x 40 = 4000 Πλεόνασμα A = 7000 Συμπερασματικά σε κάθε περίπτωση ο ΔΣΜ θα παρουσιάσει πλεόνασμα, το οποίο μπορεί να διανείμει σύμφωνα με τους εθνικούς του κανονισμούς. 28

39 Σχήμα 31: ΔΣΜ με θετική απόκλιση Αποτελέσματα [1] ΔΣΜ με θετική απόκλιση Έστω ένας ΔΣΜ που δεν υποστηρίζει αρνητική τιμολόγηση, έχει αρνητική απόκλιση. Διακρίνουμε τις εξής δυο περιπτώσεις: 1. Η τιμή της απόκλισης είναι μεγαλύτερη ή ίση του μηδενός (άρα αυτόματα αν η τιμή είναι αρνητική απορρίπτεται από τον ΔΣΜ). Όλες οι καθοδικές προσφορές του ΔΣΜ θα ενεργοποιηθούν (εφόσον έχουν θετικές τιμές). Έτσι ΔΣΜ δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις ανάγκες του με το TERRE, με αποτέλεσμα να υπάρξουν θέματα ασφαλείας στη λειτουργία του αν δεν καταφέρει να καλύψει τις ανάγκες του με άλλους τρόπους. 2. Ο ΔΣΜ δεν έχει άλλα μέσα να ικανοποιήσει τις ανάγκες του και η ζήτηση θα είναι ανελαστική. Για το λόγο αυτό ο ΔΣΜ αναγκαστικά προσφέρει αρνητική τιμή ακόμα και αν ισχύοντες τοπικοί κανονισμοί δεν το επιτρέπουν. Βέβαια αυτό μπορεί να είναι κρίσιμο για την ασφαλή λειτουργία του. Για παράδειγμα αν η απόκλιση είναι 100MW (δηλαδή χρειάζεται 100MW μείωση της παραγωγής των ΟΠΥΕ) τότε η καθοδική ενεργοποίηση θα είναι μεγαλύτερη ή ίση των 100MW. Είτε λοιπόν ο ΔΣΜ δεν θα εισάγει/ εξάγει καθόλου (αν οι καθοδικές ενεργοποιήσεις είναι ακριβώς 100MW), είτε θα εισάγει (αν η καθοδικές ενεργοποιήσεις είναι τουλάχιστον 100MW). Όπως και να χει ο συγκεκριμένος ΔΣΜ δεν θα εξάγει ποτέ. Το άθροισμα των διασυνοριακών ροών είναι μηδέν ή γίνεται εισαγωγή. Αν γίνει εισαγωγή και η τιμή είναι αρνητική τότε δημιουργείται πλεόνασμα (σε περίπτωση θετικής απόκλισης). Παράδειγμα 29

40 Έστω ότι ο ΔΣΜ δεν υποστηρίζει αρνητική τιμολόγηση και έχει αρνητική απόκλιση, ανελαστική. Τα πράσινα βέλη δείχνουν την ποσότητα της απόκλισης του ΔΣΜ και τον ελάχιστο όγκο απαιτούμενων καθοδικών προσφορών του συστήματος A. Σχήμα 32: ΔΣΜ με αρνητική απόκλιση Παράδειγμα με αρνητική Οριακή Τιμή [1] Tο αποτέλεσμα είναι μία αρνητική οριακή τιμή (δηλαδή το σύστημα Α θα λάβει χρήματα από το TERRE για την εισαγωγή ενέργειας). Όλη η καθοδική απόκλιση του συστήματος Α ικανοποιήθηκε. Όλες οι καθοδικές προσφορές ενεργοποιήθηκαν. Σύμφωνα με τα παραπάνω ο όγκος των καθοδικών προσφορών θα είναι μεγαλύτερος ή ίσος με τον όγκο των καθοδικών αποκλίσεων. Οπότε το σύστημα Α δε θα εξάγει ποτέ σ αυτή την περίπτωση. Αν ο όγκος των καθοδικών προσφορών είναι ακριβώς ίσος με τον όγκο των καθοδικών αποκλίσεων τότε το σύστημα θα έχει καθαρή θέση μηδέν (στο συγκεκριμένο παράδειγμα επιλέγεται η ισότητα). Ενώ αν είναι μεγαλύτερος θα εισάγει ενέργεια εξισορρόπησης. Επειδή το σύστημα Α δεν δέχεται αρνητικές τιμές σύμφωνα με τους τοπικούς κανονισμούς του, υπάρχουν 2 επιλογές: είτε να δεχθεί την Οριακή Τιμή των προσφορών του συστήματος Α (40 /MWh) ή να δεχθεί την τοπική κατώτατη (floor) τιμή του συστήματος Α (0 /MWh). Συμπερασματικά, το σύστημα Α είτε θα είναι ουδέτερο (neutral) είτε θα παρουσιάζει πλεόνασμα, το οποίο ο ΔΣΜ μπορεί να διανείμει σύμφωνα με τους εθνικούς του κανονισμούς. Με τοπική κατώτατη τιμή (0 /MWh): 30

41 ΔΣΜ A TERRE = 0 ΟΠΥΕ ΔΣΜ A = 100 x 0 = 0 ΔΣΜ A ΟEE = 100 x 0 = 0 Πλεόνασμα A = 0 Με Οριακή Τιμή των προσφορών (40 /MWh): ΔΣΜ A TERRE = 0 ΟΠΥΕ ΔΣΜ A = 100 x 40 = 4000 ΔΣΜ A ΟEE = 100 x 40 = 4000 Πλεόνασμα A = = 0 Σχήμα 33: ΔΣΜ με αρνητική απόκλιση Αποτελέσματα [1] 31

42 1.6 Χρονισμός (timing) Χρονοδιάγραμμα Το TERRE ένα σύστημα που ελέγχεται από «πύλες» (gate managed). Κάθε φάση διεξάγεται ανάμεσα στο άνοιγμα και στο κλείσιμο της αντίστοιχης πύλης. Με Η συμβολίζεται η αρχή του πραγματικού χρόνου (real time). Όλες οι διαδικασίες του ΔΣΜ γίνονται μέχρι H 30min. Στη συνέχεια ολοκληρώνονται οι διαδικασίες του TERRE στο διάστημα από Η 30min έως Η και κάθε ΔΣΜ πρέπει να ενεργοποιήσει τις μονάδες του. Σχήμα 34: Χρονοδιάγραμμα διαδικασιών TERRE [1] Η παράμετρος Η Χ min είναι η λήξη προθεσμίας υποβολής προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης (RR Balancing Energy Gate Closure Time) και είναι ακόμα υπό συζήτηση. Η παράμετρος Η 45min είναι το χρονικό όριο στο οποίο ο ΔΣΜ πρέπει να καταχωρήσει την προσφορά ενέργειας (TSO Energy Bid Submission Gate Closure Time) Περιγραφή των διαδικασιών και των φάσεων Φάση προ δημοπρασίας (Pre tendering phase) Οι Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς λαμβάνουν πληροφορίες για τον ενδοημερήσιο σχεδιασμό και οι Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης καταχωρούν ή ανανεώνουν τις προσφορές τους στους ΔΣΜ τους. Καμία προσφορά δεν θα γίνεται αποδεκτή έπειτα από Η Χmin. Φάση δημοπρασίας (tendering phase) Οι Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς υπολογίζουν τις αποκλίσεις αναγκών τους, πραγματοποιούν έλεγχο ασφαλούς λειτουργίας προκειμένου να καθορίσουν τις δεσμευμένες (restricted) προσφορές, υπολογίζουν/ανανεώνουν τη Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (ΔΜΙ) και καταχωρούν στην πλατφόρμα του TERRE όλες τις έγκυρες προσφορές ενέργειας από όλες τις συνδεδεμένες Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης του. Φάση εκκαθάρισης (clearing phase) 32

43 Σε αυτή τη φάση όλες οι προσφορές ενέργειας και οι αποκλίσεις επεξεργάζονται από το TERRE, λαμβάνοντας υπόψη τις καταχωρημένες προσφορές, τις αποκλίσεις, την Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (ΔΜΙ) και άλλους περιορισμούς. Η εκκίνηση της φάσης εκκαθάρισης συμπίπτει με τον τερματισμό της φάσης δημοπρασίας (Η 45min). Η φάση αυτή διαρκεί 10 λεπτά, αλλά μπορεί να μειωθεί κατά την εφαρμογή του προγράμματος και τερματίζεται αμέσως πριν τη Φάση Ανακοίνωσης των Αποτελεσμάτων (H 35min). Φάση Ανακοίνωσης των Αποτελεσμάτων (Results Communication Phase) Η φάση αυτή διαρκεί από Η 35min μέχρι H 30min. Γίνεται ανακοίνωση όλων των αποτελεσμάτων του αλγορίθμου σε όλους τους ΔΣΜ, δηλαδή η Εφεδρεία Αντικατάστασης (RR) που ενεργοποιήθηκε (τιμή και ποσότητες), η ΔΜΙ που χρησιμοποιήθηκε στη φάση εκκαθάρισης, η εναπομένουσα ΔΜΙ (The Residual ATC). και η τελική Κοινή Λίστα Προτεραιότητας Προσφορών Εξισορρόπησης. Επίσης ανακοινώνεται η προγραμματισμένη ανταλλαγή (Scheduled Exchange) στην πλατφόρμα του ΔΣΜ και του ENTSO E από την πλατφόρμα του TERRE. Περίοδος ενεργοποίησης Σε αυτή τη φάση κάθε ΔΣΜ θα ενεργοποιήσει τις ΟΠΥΕ που βρίσκονται στην περιοχή ελέγχου του. Η διάρκειά της είναι από Η 30min μέχρι Η. Περίοδος διανομής Διαρκεί μία ώρα και ο ΔΣΜ κάνει τις απαραίτητες ενέργειες ώστε να διανείμει την εφεδρεία που ενεργοποιήθηκε από το TERRE Διασυνοριακό βήμα Προγραμματισμού (XB Scheduling Step) Για τη βελτίωση της ανταλλαγής ενέργειας χρειάζεται να ορισθεί ένα κοινό διασυνοριακό βήμα προγραμματισμού για να χρησιμοποιείται στο TERRE. Υπάρχουν 3 πιθανά βήματα: 1hοur, 30minutes, 15minutes τα οποία αναλύονται ακολούθως: Σχήμα 35: Διασυνοριακό Βήμα μίας ώρας [1] 33

44 Σχήμα 36: Διασυνοριακό Βήμα 30 λεπτών [1] Σχήμα 37: Διασυνοριακό Βήμα 15 λεπτών [1] Αυτή τη στιγμή όλα τα σύνορα στις περιοχές του TERRE έχουν βήμα σχεδιασμού 1hοur, εκτός της Γαλλίας Ελβετίας που έχει 30mins. Στο σχήμα με Διασυνοριακό Βήμα μίας ώρας επειδή ο διασυνοριακός προγραμματισμός πρέπει να διατηρείται σταθερός για μια ολόκληρη ώρα, μόνο ένα μέρος της απόκλισης αναγκών μπορεί να καλυφθεί με διασυνοριακά προϊόντα (γκρι). Το υπόλοιπο πρέπει να καλυφθεί από εθνικά προϊόντα ή άλλα διασυνοριακά προϊόντα εκτός του TERRE (πορτοκαλί). Η μείωση του βήματος προγραμματισμού έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των ανταλλασσόμενων ποσοτήτων μέσω του TERRE και αυτό οδηγεί σε μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Για αυτό και εξετάζεται όπως αναφέρθηκε η μείωση του διασυνοριακού βήματος προγραμματισμού για εξισορρόπηση, σε 30 ή σε 15mins, ώστε να επιτραπεί η ανταλλαγή περισσότερης ενέργειας μεταξύ των ΔΣΜ. 34

45 1.6.4 Διαδικασία εκκαθάρισης TERRE Μόνο μια διαδικασία εκκαθάρισης πραγματοποιείται ανά ώρα όπως απεικονίζεται παρακάτω: Σχήμα 38: Δημοπρασία TERRE [1] 1.7 Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (Available Transmission Capacity) Δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος: Σε κανονικές συνθήκες για κάθε ΔΣΜ η Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα ορίζεται ως η καθαρή μεταφορική ικανότητα, μείον την προγραμματισμένη μακροπρόθεσμη διασυνοριακή ποσότητα, μείον την προγραμματισμένη προ ημερήσια διασυνοριακή ποσότητα, μείον την προγραμματισμένη ενδο ημερήσια διασυνοριακή ποσότητα (TERRE ATC = Net Transfer Capacity Long term cross border schedules Day Ahead cross border schedules intra day cross border schedules). Δίκτυα συνεχούς ρεύματος: είναι πιο εύκολο να διαχειριστεί η απόκλιση, αλλά έχει καθοριστεί από πριν ένα ανώτατο όριο μεταβολής της παραγωγής, και δεν επιτρέπεται η υπερφόρτιση των καλωδίων (σε αντίθεση με τα AC δίκτυα). Αυτό σημαίνει πως σε περιπτώσεις όπου η προγραμματισμένη ισχύς διαφέρει κατά πολύ από ώρα σε ώρα είναι αδύνατο να ξεφορτωθούμε τελείως την απόκλιση. 1.8 Σχέδιο υλοποίησης του προγράμματος Ο σχεδιασμός της υλοποίησης του προγράμματος θα διαρκέσει το 2016, 2017 και μέρος του 2018 και αναμένεται να τεθεί σε ισχύ μέσα στον Απρίλιο με Ιούνιο του Το πρόγραμμα χωρίζεται σε 4 διεργασίες: 1. Νομικές : διαχείριση των σιφωνίων συνεργασίας (Cooperation Agreements) μεταξύ των ΔΣΜ τόσο για την φάση υλοποίησης όσο και για τη φάση λειτουργίας. 2. Έγκριση: διαχείριση των πληροφοριών των Εθνικών Ρυθμιστικών Αρχών (NRA) και των ενδιαφερόμενων (stakehοlders) και αποδοχή τους μέσω διαβουλεύσεων. Υπάρχουν δύο φάσεις: μια είναι η πρόταση των ΔΣΜ για το τελικό σχέδιο του TERRE και μια είναι η καταχώρηση των αποτελεσμάτων στις Εθνικές Ρυθμιστικές Αρχές για να γίνουν αποδεκτά. 3. Σχεδιασμός: διαχείριση του σχεδιασμού της λύσης του TERRE. Θα ζητηθούν υπηρεσίες από τους πάροχους, οι απαντήσεις των παρόχων θα οδηγήσουν σε 35

46 υπογραφή συμβάσεων στα τέλη του Τα μέλη του TERRE θα συνεργαστούν στη συνέχεια με τους επιλεγμένους παρόχους υπηρεσιών (μέχρι τις αρχές του 2017). 4. Υλοποίηση: αναμένεται να ξεκινήσει στις αρχές του 2017 και θα διαρκέσει ένα περίπου χρόνο. Αποτελείται απο πολλές φάσεις (επαναλήψεις). Θα πραγματοποιούνται δοκιμαστικές δραστηριότητες (Integration Tests) ώστε να εξασφαλιστεί η εύρυθμη λειτουργία του συστήματος. 1.9 Ανάλυση Κόστους/Οφέλους [1] Σημείωση: Η Ανάλυση Κόστους/Οφέλους πραγματοποιήθηκε από τους Διαχειριστές του Συστήματος Μεταφοράς (TSOs) που συμμετέχουν στο πρόγραμμα του TERRE και παρουσιάζεται όπως αναγράφεται στο έγγραφο δημόσιας διαβούλευσης για το σχεδιασμό του TERRE [1] Παραδοχές κατά την ανάλυση κόστους/ οφέλους Για την πραγματοποίηση των προσομοιώσεων έπρεπε να γίνουν ορισμένες παραδοχές κατά τη συγκέντρωση των ιστορικών δεδομένων και κατά την μετατροπή τους σε ένα πρότυπο. Παρακάτω αναφέρονται όλες οι παραδοχές που πραγματοποιήθηκαν σε διάφορα στάδια της ανάλυσης κόστους/ οφέλους. Κοινές Παραδοχές Οι ημέρες με αλλαγή ώρας αφαιρέθηκαν από τα δεδομένα εισόδου. Όλα τα δεδομένα δόθηκαν σε ανάλυση 30min, κάτι που απαιτούσε μετατροπές για τους ΔΣΜ με περίοδο προγραμματισμού 60mins (ADMIE, REN, REE) και για όσους έχουν 15min (Swiss Grid, TERNA). Όσον αφορά τις αποκλίσεις, μόνο οι ποσότητες που θεωρούσαν οι ΔΣΜ πως μπορούσαν να καλυφθούν μέσω του TERRE εισήχθησαν στην προσομοίωση. Προσφορές από μονάδες που δεν έχουν ακόμα συγχρονισθεί έπρεπε να μπορούν να φθάσουν το τεχνικό τους ελάχιστο μέσα σε 30 λεπτά. Η Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα υπολογίσθηκε για κάθε διασυνοριακή ανταλλαγή μεταξύ των χωρών, προς τις δυο κατευθύνσεις, συγκρίνοντας την προγραμματισμένη ροή στην ενδοημερήσια αγορά με το τεχνικό μέγιστο κάθε κατεύθυνσης, λαμβάνοντας υπόψη τις ελλείψεις του συστήματος κατά την περίοδο του ΑΔΜΗΕ (Ελλάδα) Εισήχθησαν μόνο προσφορές από μονάδες λιγνίτη και φυσικού αεριού. Λόγω της έλλειψης οργανωμένης αγοράς εξισορρόπησης, η απόκλιση προέκυψε συγκρίνοντας τον προγραμματισμό προ ημερήσιας αγοράς με τη μετρούμενη παραγωγή των παραπάνω μονάδων. 36

47 Ο ελάχιστος χρόνος απόκρισης των διαφορετικών μονάδων που πραγματοποιούν προσφορές στο TERRE υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας μία μέση σταθμισμένη μεταβολή της παραγωγής βάση ποσότητας (Volume Weighted Average Ramp rate) +2mins για να ληφθεί η εντολή. Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης για τις λιγνιτικές μονάδες θεωρήθηκε 60mins ενώ για τις μονάδες φυσικού αερίου 0 mins. Οι τιμές για καθοδικές προσφορές θεωρήθηκαν ίσες με το μεταβλητό κόστος της μονάδας και οι τιμές για ανοδικές προσφορές ίσες με το μεταβλητό κόστος αυξημένο κατά 10%. Για τις λιγνιτικές μονάδες οι ποσότητες των καταχωρημένων ανοδικών προσφορών υπολογίστηκαν ως η διαφορά μεταξύ καθαρής ισχύος και προημερήσιου προγραμματισμού. Οι ποσότητες των καταχωρημένων καθοδικών προσφορών υπολογίστηκαν ως η διαφορά μεταξύ προημερήσιου προγραμματισμού και τεχνικού ελάχιστου. Για τις μονάδες φυσικού αερίου οι ποσότητες των καταχωρημένων ανοδικών προσφορών υπολογίστηκαν ως η διαφορά μεταξύ καθαρής ισχύος και πραγματικής παραγωγής. Οι ποσότητες των καταχωρημένων καθοδικών προσφορών υπολογίστηκαν ως η διαφορά μεταξύ καθαρής παραγωγής και τεχνικού ελάχιστου. Αγγλία (National Grid) Ο μηχανισμός αποκλίσεων της Αγγλίας χρησιμοποιείται τόσο για εξισορρόπηση όσο και για διαχείριση άλλων ενεργειών. Μόνο οι ενεργοποιήσεις που αφορούν ενεργειακούς σκοπούς εισήχθησαν στο πρόγραμμα. Ο ελάχιστος χρόνος απόκρισης θεωρήθηκε ίδιος για όλες τις μονάδες. Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης για όλες τις μονάδες θεωρήθηκε 0min. Η μετατροπή των τιμών από σε έγινε μέσω της ισοτιμίας 0.85 /. Σε μονάδες που είναι συμβεβλημένες να παρέχουν σταθερή απόκριση συχνότητας δόθηκε σταθερή τιμή 2000 ή 2000 ανάλογα με την κατεύθυνση, για κάθε περίοδο. Η πυρηνική και η αιολική παραγωγή έχουν αποκλειστεί από την ανοδική προσφορά (τιμές και ποσότητες τέθηκαν ίσες με μηδέν). Η πυρηνική αποκλείστηκε και από τις καθοδικές προσφορές, σε αντίθεση με την αιολική που λήφθηκε υπόψη για καθοδική διαθεσιμότητα. Ισπανία (REE) Ο ελάχιστος χρόνος απόκρισης θεωρήθηκε 15mins για όλες τις μονάδες. Η ελάχιστη περίοδος διανομής καθορίστηκε από τις ΟΠΥΕ για κάθε περίοδο. Πορτογαλία (REN) 37

48 Ο ελάχιστος χρόνος απόκρισης των μονάδων συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου (CCGT) υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας μία μέση σταθμισμένη μεταβολή της παραγωγής βάση ποσότητας (Volume Weighted Average Ramp rate). Για τις υδροηλεκτρικές μονάδες χρησιμοποιήθηκε μια σταθερή τιμή. Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης για όλες τις μονάδες θεωρήθηκε 0 min. Γαλλία (RTE) Oι υδραντλητικοί σταθμοί (hydraulic pumped energy transfer stations) έχουν αποκλειστεί από τις προσφορές γιατί είναι πολύπλοκοι. Συμβάλλουν όμως πολύ στην εξισορρόπηση ενέργειας της Γαλλίας, και για το λόγο αυτό η Γαλλία δεν καταχωρεί μεγάλες ποσότητες αποκλίσεων στο TERRE. Η πρωτεύουσα και η δευτερεύουσα εφεδρεία της Γαλλίας έχουν αφαιρεθεί από την προσφερόμενη ποσότητα, επομένως και από τη ζήτηση. Η ελάχιστη περίοδος διανομής καθορίστηκε από την ΟΠΥΕ για κάθε περίοδο. Ελβετία (SwissGrid) Ο ελάχιστος χρόνος απόκρισης θεωρήθηκε 15mins για όλες τις μονάδες. Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης για όλες τις μονάδες θεωρήθηκε 0 min. Ιταλία (TERNA) Μόνο προσφορές από την Βόρεια ζώνη υποβολής προσφορών της Ιταλίας λήφθηκαν υπόψη για τους σκοπούς του προγράμματος. Ως τεχνικές παράμετροι λήφθηκαν μόνο υδροηλεκτρικές, αντλιτικές και θερμικές μονάδες. Ως ελάχιστος χρόνος απόκρισης για τις θερμικές μονάδες θεωρήθηκε 15 mins και 5mins για τις υδροηλεκτρικές. Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης για όλες τις μονάδες θεωρήθηκε 15mins. Παραδοχές για την Μετατροπή των δεδομένων Οι ΔΣΜ παρείχαν ξεχωριστά την ανοδική και καθοδική του απόκλιση για κάθε βήμα 30mins. Για να δημιουργηθεί ένα μοναδικό διάγραμμα καθαρής απόκλισης για κάθε 30 mins, συγκρίθηκαν οι αποκλίσεις των δύο κατευθύνσεων. Ο μέσος όρος τους αποτέλεσε την απόκλιση για χρονική περίοδο μίας ώρας. Οι αποκλίσεις φιλτραρίστηκαν ώστε να περιέχουν ποσότητες οι οποίες μπορούν να ικανοποιηθούν μέσω του TERRE. Όπως επίσης και οι προσφορές ώστε να προέρχονται από μονάδες με ελάχιστο χρόνο ενεργοποίησης (ΕΧΕ) και ελάχιστο χρόνο απόκρισης (ΕΧΑ) σύμφωνο με το TERRE (ΕΧΕ= <60mins, ΕΧΑ=< 30mins). Όλες οι τιμές των αποκλίσεων θεωρήθηκαν ανελαστικές, και τέθηκε μια προεπιλεγμένη τιμή στα 2000 / Η απόκλιση για μία ώρα είναι σταθερή και μίας κατεύθυνσης. Όλες οι προσφορές θεωρήθηκαν Διαιρετές και Αποκλειστικές. Παραδοχές προσομοίωσης 38

49 Η προσομοίωση δεν λαμβάνει υπόψη ενδεχόμενους αποθεματικούς περιορισμούς. Δηλαδή δεν τίθεται όριο στο συνολικό όγκο MW που μπορεί να ζητηθεί σε μία περίοδο (για παράδειγμα ορισμένες υδροηλεκτρικές μονάδες). Επιτρέπονται αντισταθμιστικές ενεργοποιήσεις (Counter activations). Η Οριακή Τιμή υπολογίζεται για κάθε ζώνη επιβολής προσφορών και θα είναι ίδια όταν δεν υπάρχει συμφόρηση. Ο αλγόριθμος έχει μία εκκαθάριση, δηλαδή βελτιστοποιείται ταυτόχρονα μέσα σε ολόκληρη την περίοδο (μια ώρα) Δεδομένα εισόδου της ανάλυσης κόστους/οφέλους Αποκλίσεις των ΔΣΜ Σχήμα 39: Μέσες συνολικές ποσότητες αποκλίσεων [1] Παραπάνω παρουσιάζεται η μέση συνολική ποσότητα των αποκλίσεων κάθε ΔΣΜ ανά χρόνο. Θετική απόκλιση σημαίνει πως ο ΔΣΜ χρειάζεται ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης, ενώ αρνητική σημαίνει πως ο ΔΣΜ χρειάζεται καθοδική. Ο ΔΣΜ της Ελβετίας έχει την 39

50 μικρότερη ανοδική απόκλιση, ενώ της Ισπανίας και της Ιταλίας τη μεγαλύτερη. Για καθοδικές αποκλίσεις η Ιταλία παρουσιάζει την μεγαλύτερη απόκλιση, ενώ η Ελλάδα την μικρότερη. Σχήμα 40: Συνολικές αποκλίσεις [1] Όσον αφορά την συνολική ποσότητα των αποκλίσεων, τη μεγαλύτερη θετική απόκλιση παρουσιάζει η Ισπανία ενώ η Ελβετία τη μικρότερη. 40

51 Σχήμα 41: Αριθμός Χρονικών Βημάτων για θετική/ αρνητική απόκλιση [1] Δεν υπάρχουν καθόλου χρονικά βήματα όταν οι ΔΣΜ έχουν μηδενικές αποκλίσεις. 41

52 Προσφορές των ΟΠΥΕ Σχήμα 42: Μέση ποσότητα/τιμή για ανοδικές προσφορές [1] 42

53 Σχήμα 43: Μέση ποσότητα/τιμή για καθοδικές προσφορές [1] Στα δύο παραπάνω διαγράμματα παρουσιάζεται η μέση ποσότητα και τιμή για ανοδικές και καθοδικές προσφορές. Οι πιο ακριβές ανοδικές προσφορές ανήκουν στην Ιταλία και η μεγαλύτερη ποσότητα στην Πορτογαλία. Οι πιο ακριβές καθοδικές προσφορές ανήκουν στην Ελλάδα και η μεγαλύτερη ποσότητα στην Αγγλία. 43

54 Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα (ΔΜΙ) Σχήμα 44: Μέση Ημερήσια ΔΜΙ ανά σύνορο [1] Παραπάνω παρουσιάζεται η Μέση Διαθέσιμη Μεταφορική Ικανότητα ημερησίως σε κάθε σύνορο Κόστη Τα κόστη στο πρόγραμμα TERRE χωρίζονται σε δύο ευρύτερες κατηγορίες: Κεντρικά κόστη: Τα κόστη αυτά σχετίζονται με το κόστος ανάπτυξης και λειτουργίας της πλατφόρμας του TERRE. Σ αυτή τη φάση το κόστος μπορεί να εκτιμηθεί μόνο πραγματοποιώντας τις πιο ρεαλιστικές υποθέσεις που μπορούν να γίνουν. Θα υπάρξει κάποιο άμεσο κόστος όταν το πρόγραμμα τεθεί σε λειτουργία. Ορισμένα περιοδικά κόστη για τη σωστή λειτουργία της πλατφόρμας (system hosting, software support & maintenance, software licenses κ.α.) θεωρούνται αμελητέα. Τοπικά κόστη στην αγορά του ΔΣΜ: Κάθε ΔΣΜ θα πρέπει να πραγματοποιήσει αλλαγές στα τοπικά συστήματα τεχνολογίας της πληροφορίας (information technology) του, ώστε να αλληλεπιδρούν με την πλατφόρμα του TERRE. Το συνολικό κόστος του προγράμματος υλοποίησης εκτιμάται στα 25 με 30 εκατομμύρια ευρώ. 44

55 1.9.4 Οφέλη Σε αυτήν την παράγραφο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων τα οποία έχουν χωριστεί ώστε να αποτυπωθεί η επίδραση στις Οντότητες Ευθύνης Εξισορρόπησης (ΟΕΕ), όσον αφορά τα κόστη εξισορρόπησης, και στις Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης (ΟΠΥΕ), όσον αφορά τις ενεργοποιήσεις. Θετική απόκλιση σημαίνει πως υπάρχει έλλειμμα, αρνητική σημαίνει πως υπάρχει πλεόνασμα. Αρνητικό κόστος σημαίνει πως εισπράττονται χρήματα, θετικό πως καταβάλλονται χρήματα Επίδραση στις Οντότητες Ευθύνης Εξισορρόπησης (ΟΕΕ) Σχήμα 45: Ανοδικές αποκλίσεις ανά χώρα [1] Στον αριστερό κάθετο άξονα παρουσιάζεται το κόστος ικανοποίησης των ανοδικών αποκλίσεων. Στον δεξί κάθετο άξονα παρουσιάζεται η ποσότητα της απόκλισης η οποία είναι σταθερή σε κάθε περίπτωση της μελέτης. Παρατηρούμε ότι σε κάθε χώρα το κόστος ικανοποίησης των ανοδικών αποκλίσεων έχει μειωθεί με το TERRE. Επίσης υπάρχει συσχετισμός κόστους και ποσότητας όπως ήταν αναμενόμενο. 45

56 Σχήμα 46: Καθοδικές αποκλίσεις ανά χώρα [1] Πιο πάνω απεικονίζεται το κόστος των ΟΕΕ για καθοδικές αποκλίσεις για κάθε μια από τις δύο περιπτώσεις που μελετώνται. Αρνητικό κόστος σημαίνει πως οι ΟΕΕ θα πληρωθούν. Στην περίπτωση του TERRE παρατηρείται αύξηση στις ετήσιες απολαβές των ΟΕΕ. Σχήμα 47: Καθαρές Αποκλίσεις και Κόστη των ΟΕΕ [1] 46

57 Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει τις καθαρές αποκλίσεις και κόστη των ΟΕΕ κάθε χώρας. Σε περίπτωση καθαρού πλεονάσματος παρατηρείται αρνητική απόκλιση και τα κόστη των ΟΕΕ γίνονται ακόμη πιο αρνητικά με το TERRE, δηλαδή εμφανίζεται αύξηση στις πληρωμές των ΟΕΕ. Σε περίπτωση καθαρού ελλείμματος παρατηρείται θετική απόκλιση και τα κόστη των ΟΕΕ μειώνονται με το TERRE, δηλαδή εμφανίζεται μείωση στις πληρωμές των ΟΠΥΕ. Στην Ιταλία, συγκεκριμένα, οι καθαρές πληρωμές από τις ΟΕΕ στις ΟΠΥΕ μετατρέπονται σε καθαρές πληρωμές από τις ΟΠΥΕ στις ΟΕΕ με το TERRE Επίδραση στις Οντότητες Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης (ΟΠΥΕ) Παρόλο που οι ποσότητες των αποκλίσεων είναι σταθερές και για τις δύο μελέτες, το TERRE επιτρέπει την ενεργοποίηση φθηνότερων προσφορών για την ικανοποίηση των αναγκών. Ο αριθμός των ενεργοποιήσεων δεν αναμένεται να είναι ίδιος και στις δύο μελέτες, λόγω του Συμψηφισμού των Αποκλίσεων και των αντισταθμιστικών ενεργοποιήσεων (πραγματοποιούνται όταν υπάρχει κέρδος στο να πληρωθεί μια ΟΠΥΕ για να μειώσει την παραγωγή της) Σχήμα 48: Ποσότητα ανοδικών ενεργοποιήσεων ανά χώρα [1] 47

58 Σχήμα 49: Ποσότητα καθοδικών ενεργοποιήσεων ανά χώρα [1] Το TERRE προκαλεί μείωση τόσο των ανοδικών όσο και των καθοδικών ενεργοποιήσεων εκτός ορισμένων εξαιρέσεων: Στην Πορτογαλία οι ανοδικές ενεργοποιήσεις αυξάνονται ελαφρώς, ενώ οι καθοδικές μειώνονται με το TERRE. Αυτό μπορεί να αντισταθμιστεί με την πολύ μεγάλη μείωση των ανοδικών ενεργοποιήσεων της Ισπανίας. Τίθεται έτσι μια τάση εξαγωγής ενέργειας Εφεδρείας Αντικατάστασης (RR) από την Πορτογαλία στην Ισπανία. Η Ελλάδα έχει μεγάλο αριθμό ενεργοποιήσεων σε σχέση με την ποσότητα των αποκλίσεων της είτε χωρίς είτε με το TERRE. Αυτό δικαιολογείται λόγω των πολλών τοπικών αντισταθμιστικών ενεργοποιήσεων (counter activations) και της έλλειψης ενδοημερήσιας αγοράς. Οι ΟΠΥΕ στη Γαλλία ενεργοποιούνται περισσότερο με το TERRE και ανοδικά και καθοδικά. Η Γαλλία συνορεύει με άλλες 4 χώρες μέλη του TERRE, οπότε υπάρχουν πολύ περισσότερες ευκαιρίες για εκμετάλλευση της Διαθέσιμης Μεταφορικής Ικανότητας (ΔΜΙ) όταν οι τιμές ευνοούν είτε την εισαγωγή είτε την εξαγωγή ενέργειας εξισορρόπησης. 48

59 Σχήμα 50: Αξία ανοδικών ενεργοποιήσεων [1] Όπως ήταν αναμενόμενο παρατηρείται μεγάλη αύξηση στην αξία των ενεργοποιήσεων στη Γαλλία. Στην Ισπανία και στην Ιταλία η αξία μειώθηκε σε σχέση την ποσότητα των ενεργοποιήσεων. Σχήμα 51: Αξία καθοδικών ενεργοποιήσεων [1] 49

60 Σχήμα 52: Καθαρές ενεργοποιήσεις και πληρωμές των ΟΠΥΕ ανά χώρα [1] Εδώ απεικονίζονται η καθαρή τιμή και ποσότητα ενεργοποιήσεων σε κοινό διάγραμμα. Γενικά, παρατηρείται μείωση στην ποσότητα των ενεργοποιήσεων και μείωση της αξίας. Όταν πρόκειται για θετικές τιμές (Ισπανία, Ελλάδα) προκαλείται μείωση των πληρωμών στις ΟΠΥΕ, ενώ για αρνητικές τιμές (Γαλλία, Αγγλία, Πορτογαλία, Ελβετία, Ιταλία) αυξάνονται οι πληρωμές στις ΟΠΥΕ. 50

61 Επίδραση στις τιμές Σχήμα 53: Μέσες σταθμισμένες βάσει ποσοτήτων ανοδικές οριακές τιμές [1] 51

62 Σχήμα 54: Μέσες σταθμισμένες βάσει ποσοτήτων καθοδικές οριακές τιμές [1] Λόγω του ότι το TERRE επιβάλλει μια μόνο Οριακή Τιμή τόσο για τις ανοδικές όσο και για τις καθοδικές ενεργοποιήσεις, παρατηρείται μια σύγκλιση των Μέσων Σταθμισμένων Οριακών Τιμών, με μία μείωση των τιμών της ανοδικής κατεύθυνσης (που σημαίνει ότι οι ΟΕΕ πληρώνουν λιγότερα χρήματα στις ΟΠΥΕ) και μια αύξηση των τιμών της καθοδικής κατεύθυνσης (που σημαίνει ότι οι ΟΕΕ λαμβάνουν περισσότερα χρήματα από τις ΟΠΥΕ). 52

63 Ετήσια Οφέλη του TERRE Σχήμα 55: Οφέλη του TERRE ανά χώρα [1] Παραπάνω απεικονίζονται τα ετήσια κόστη που αποταμιεύουν οι ΟΕΕ ανά χώρα τόσο σε απόλυτες τιμές όσο και σε ποσοστιαίες, συγκρινόμενα πάντα με τις τιμές χωρίς το TERRE. Παρατηρείται ότι η Ισπανία εξοικονομεί τα περισσότερα χρήματα, ενώ η Πορτογαλία έχει τη μεγαλύτερη ποσοστιαία μεταβολή από 5.8εκ σε 25.4εκ. 53

64 Σχήμα 56: Επίδραση στα καθαρά κόστη των ΟΕΕ [1] Παραπάνω τοποθετούνται όλα τα κόστη των Οντοτήτων Ευθύνης Εξισορρόπησης για την αγορά Εφεδρείας Αντικατάστασης (RR) σε γράφημα σωρευμένων στηλών. Οι στήλες στα θετικά δηλώνουν πληρωμή από τους ΟΕΕ στις ΟΠΥΕ, ενώ αυτές στα αρνητικά το αντίθετο. Για τις θετικές η αξία μειώνεται (λιγότερες πληρωμές από τους ΟΕΕ στις ΟΠΥΕ), ενώ για τις αρνητικές η αξία αυξάνεται (περισσότερες πληρωμές από τις ΟΠΥΕ στις ΟΕΕ). Συνολικά, χωρίς το TERRE οι ΟΕΕ πληρώνουν στις ΟΠΥΕ 126.6εκ, ενώ με το TERRE οι ΟΠΥΕ πληρώνουν στις ΟΕΕ 23.9εκ (αρνητικό κόστος OEE). 54

65 Σχήμα 57: Σύγκριση επιπτώσεων στις ΟΠΥΕ και ΟΕΕ [1] Παραπάνω γίνεται σύγκριση των στηλών της μείωσης των πληρωμών των ΟΠΥΕ και του κόστους των ΟΕΕ. Η απόκλιση στις τιμές είναι αποτέλεσμα του καθαρού κόστους που σχετίζεται με τη Χρέωση Συμφόρησης (Congestion rent) μεταξύ των διαφορετικών ζωνών υποβολής προσφορών (Bidding zones). 55

66 Σχήμα 58: Χρεώσεις συμφόρησης ανά κατεύθυνση [1] Παραπάνω απεικονίζεται η Χρέωση Συμφόρησης ανά κατεύθυνση. Είναι ουσιαστικά η διαφορά της μείωσης των πληρωμών στις ΟΠΥΕ και της μείωσης στα κόστη των ΟΕΕ που παρουσιάστηκαν πιο πάνω. Η Γαλλία κυρίως εξάγει στην Αγγλία, ενώ στην κατεύθυνση Αγγλία Γαλλία τα σύνορα είναι πολύ πιο συμφορημένα απ ότι κατά την αντίθετη κατεύθυνση. Συμπέρασμα Το κόστος που επιβαρύνονται οι ΔΣΜ για να δημιουργήσουν και να παραμείνουν στην πλατφόρμα του TERRE είναι αρχικά 25 30εκ, ενώ τα έξοδα λειτουργίας στη συνέχεια είναι αμελητέα. Τα κέρδη που παρουσιάστηκαν προηγουμένως είναι 150.6εκ το χρόνο. Τα κόστη διεξαγωγής του TERRE υπερκαλύπτονται από τα κέρδη στις περιοχές εφαρμογής του. Για την πραγματοποίηση της παραπάνω προσομοίωσης έπρεπε να πραγματοποιηθούν πολλές λογικές υποθέσεις σε διάφορα στάδια της ανάλυσης. Αναμένεται η πραγματική επίδραση του TERRE όταν «βγει στον αέρα» να είναι ελαφρώς διαφορετική με τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν παραπάνω. Παρόλα αυτά το πρόγραμμα του TERRE θα επιφέρει σημαντικά κέρδη λόγω του αυξημένου ανταγωνισμού, της μεγαλύτερης ρευστότητας και του Συμψηφισμού των Αποκλίσεων του ΔΣΜ. 56

67 Σχήμα 59: Σύνοψη TERRE 57

68 Κεφάλαιο 2 Μαθηματική μοντελοποίηση Αγοράς Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου 2.1 Εισαγωγή Στην Αγορά Εξισορρόπησης Πραγματικού Χρόνου (ΑΕΠΧ) γίνεται η προμήθεια και ενεργοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας εξισορρόπησης που απαιτείται προκειμένου να αντισταθμιστεί η προσφορά με τη ζήτηση της ηλεκτρικής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψιν τις συνθήκες του συστήματος σε πραγματικό χρόνο. Η ΑΕΠΧ κληρονομεί τα αποτελέσματα της Ολοκληρωμένης Διαδικασίας Προγραμματισμού (ΟΔΠ) της προηγούμενης ημέρας και δεν τα επαναξιολογεί, παρά μόνο σε περιπτώσεις όπου το φορτίο ή η παραγωγή των ανανεώσιμων μονάδων αλλάζουν αισθητά κατά τη διάρκεια του πραγματικού χρόνου ή προκύψουν αλλαγές στη διαθεσιμότητα των μονάδων. Σε αυτές τις περιπτώσεις επαναλαμβάνεται η ΟΔΠ (ΟΔΠ κατά παραγγελία) και παρέχει τα αποτελέσματα που θα ακολουθηθούν σε πραγματικό χρόνο. Στην ΑΕΠΧ πραγματοποιούνται συναλλαγές που αφορούν προϊόντα τριτογενούς ελέγχου. Τα προϊόντα τριτογενούς ελέγχου χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Χειροκίνητη εφεδρεία αποκατάστασης της συχνότητας (mfrr) Εφεδρεία αντικατάστασης (RR) Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται η μαθηματική μοντελοποίηση που αφορά την RR. Η ενεργοποίηση της ενέργειας εξισορρόπησης RR λαμβάνει χώρα μέσω της μηχανής εκκαθάρισης της ΑΕΠΧ. Στο διάστημα του εικοσιτετράωρου, μια φορά για κάθε ώρα, τη χρονική στιγμή hh:30 πραγματοποιείται μια Εκκαθάριση RR για την αντιμετώπιση των αποκλίσεων που έχουν προβλεφθεί από τον Διαχειριστή του Συστήματος Μεταφοράς (ΔΣΜ) για την επόμενη ώρα (hh+1):00 (hh+2):00. Το χρονικό βήμα του προβλήματος ορίζεται να είναι το ένα τέταρτο της ώρας έτσι ώστε να συμβαδίζει και με το βήμα που έχει προταθεί για την υλοποίηση του προγράμματος TERRE, επομένως το πρόβλημα κάθε ώρα λύνεται για τέσσερα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα βελτιστοποίησης. Στο πρόγραμμα TERRE συμπεριλαμβάνονται τόσο οι μπλοκ προσφορές όσο και οι απλές προσφορές πολλών βημάτων. Η Ελλάδα όμως έχει Μοντέλο Κεντρικής Κατανομής, δηλαδή ο ΔΣΜ, αφού λάβει υπόψιν του τα χαρακτηριστικά των μονάδων και τους τεχνικούς περιορισμούς (για αυτό το λόγο έγινε ξεχωριστά το μοντέλο της Προετοιμασίας Προσφορών RR) προχωρά στην ενεργοποίηση των προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR. Επομένως, οι προσφορές που θα εισάγονται στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR θα είναι μόνο οι απλές προσφορές πολλών βημάτων. Μπλοκ προσφορές χρησιμοποιούνται σε συστήματα Αποκεντρωμένης Κατανομής. Σύμφωνα με τον ΔΣΜ, η διαδικασία της Εκκαθάρισης RR για την προμήθεια της ενέργειας εξισορρόπησης RR, αποτελεί ένα πρόβλημα καθαρά οικονομικής ενεργοποίησης και δεν συμπεριλαμβάνει τους τεχνικούς περιορισμούς των Οντοτήτων Παροχής Υπηρεσιών Εξισορρόπησης (ΟΠΥΕ), ούτε λαμβάνει υπόψιν τους άλλους τύπους εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) που έχουν κατανεμηθεί από την ΟΔΠ. 58

69 Επομένως, προκειμένου να επιτευχθούν εφικτά αποτελέσματα, μια ομάδα αντίστοιχων περιορισμών λαμβάνεται υπόψιν σε μια ξεχωριστή διαδικασία, που πραγματοποιείται πριν την Εκκαθάριση RR και ονομάζεται Προετοιμασία Προσφορών RR. Σκοπός της Προετοιμασίας Προσφορών RR είναι να περιορίσει την μέγιστη ποσότητα της RR που προσφέρεται από τις ΟΠΥΕ οποιαδήποτε στιγμή της περιόδου κατανομής, σύμφωνα με τους τεχνικούς περιορισμούς τους και λαμβάνοντας υπόψιν τους άλλους τύπους εφεδρειών εξισορρόπησης που έχουν κατανεμηθεί από την ΟΔΠ. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα της Προετοιμασίας Προσφορών RR, δηλαδή οι μέγιστες προσφερόμενες ποσότητες των ΟΠΥΕ σε κάθε περίοδο κατανομής, χρησιμοποιούνται προκειμένου να περιορίσουν τις προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης των ΟΠΥΕ σε μια επακόλουθη διαδικασία που ονομάζεται Διαδικασία Μετατροπής. Ο ΔΣΜ λαμβάνει υπόψιν τις τροποποιημένες προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR προκειμένου να εισαχθούν στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR, έχοντας όμως προηγουμένως ενεργοποιήσει συγκεκριμένες ποσότητες ενέργειας εξισορρόπησης RR από συγκεκριμένες ΟΠΥΕ για τεχνικούς λόγους. Αυτό το βήμα αναφέρεται ως Διαδικασία Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης. Όλα τα βήματα που αναλύθηκαν παραπάνω φαίνονται στο σχήμα που ακολουθεί: Σχήμα 60: Μοντέλο ΑΕΠΧ [2] 2.2 Μαθηματική μοντελοποίηση της Προετοιμασίας Προσφορών RR Συνάρτηση Βελτιστοποίησης Η Προετοιμασία Προσφορών RR διατυπώνεται σαν ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης και αποτελεί ένα μοντέλο γραμμικού προγραμματισμού. Σκοπός της είναι να μεγιστοποιήσει την ποσότητα της ενέργειας εξισορρόπησης RR ανοδικής και καθοδικής κατεύθυνσης που προσφέρεται από τις ΟΠΥΕ και που θα εισαχθεί στη συνέχεια στην επακόλουθη διαδικασία της Εκκαθάρισης RR. RR RR () 1 Max BEup it BEdn it PenaltyCost i I t T 59

70 2.2.2 Περιορισμοί Ισχύος Ο σκοπός των περιορισμών ισχύος (2a) (5) είναι να περιορίσουν την ενέργεια εξισορρόπησης RR που προσφέρεται από τις ΟΠΥΕ είτε στην ανοδική είτε στην καθοδική κατεύθυνση, έτσι ώστε οι τελικές εντολές κατανομής να μην παραβιάζουν τους τεχνικούς περιορισμούς των ΟΠΥΕ. RR FCRdn afrrdn mfrrdn Cap it it it it it it ( 2a) MS BEdn Quant Quant Quant Deficit syn soak des min disp it it it it it 0 u P P P u i I, t T RR FCRdn mfrrdn Cap min disp it it it it it it it ( 2b) MS BEdn Quant Quant Deficitit max P u, Mand i H, t T Στους περιορισμούς (2α), (2b) η μέγιστη καθοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR,, που προσφέρεται από την ΟΠΥΕ i την περίοδο κατανομής t, περιορίζεται μεταξύ του προγραμματισμού της αγοράς,, και του τεχνικού ελαχίστου της ΟΠΥΕ,, λαμβάνοντας όμως υπόψιν και τους άλλους τύπους εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) που έχουν κατανεμηθεί από την εκτέλεση της τελευταίας ΟΔΠ. RR FCRup afrrup mfrrup Cap it it it it it it ( 3a) MS BEup Quant Quant Quant Surplus syn it soak des max disp min max it it it it it it it 0 u P P P u ( P P ) z i I, t T RR FCRup afrrup mfrrup Cap it it it it it it ( 3b) MS BEup Quant Quant Quant Surplus syn it soak des max it it it disp it 0 u P P P u i I, t T Αντίστοιχα, στους περιορισμούς (3a), (3b) η μέγιστη ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR,, που προσφέρεται από την ΟΠΥΕ i την περίοδο κατανομής t, περιορίζεται μεταξύ του προγραμματισμού της αγοράς,, και του τεχνικού μεγίστου της ΟΠΥΕ,, λαμβάνοντας όμως υπόψιν και τους άλλους τύπους εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) που έχουν κατανεμηθεί από την εκτέλεση της τελευταίας ΟΔΠ. Σε αυτό το σημείο κρίνεται σκόπιμο να γίνουν οι ακόλουθες παρατηρήσεις επεξηγήσεις: Α) Όλες οι παράμετροι εισόδου που αντιπροσωπεύουν ποσότητες στις οποίες έχουν ανατεθεί οι τελικές τιμές μεταβλητών μιας προηγούμενης διαδικασίας σημειώνονται με πάνω παύλα. Δηλαδή, στους περιορισμούς (2α), (2b), (3α), (3b) θεωρούμε τις δεκαπεντάλεπτης διάρκειας παραμέτρους,,,,,,, στις οποίες έχουν ανατεθεί οι τιμές των αντίστοιχων διάρκειας μισής ώρας μεταβλητών,, 60

71 ,,,,, που έχουν κατανεμηθεί από την ΟΔΠ, κάνοντας όμως τις κατάλληλες τροποποιήσεις όσο αφορά τον χρόνο ανάλυσης. B) Οι ποσότητες των εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) που έχουν κατανεμηθεί από την ΟΔΠ λαμβάνονται υπόψιν στην Προετοιμασία Προσφορών RR με σκοπό να περιορίσουν τις αντίστοιχες προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ήδη κατανεμημένες ποσότητες FCR, afrr, mfrr δεν πρέπει να επικαλύπτονται από την ενεργοποίηση της ενέργειας εξισορρόπησης RR στην επακόλουθη Εκκαθάριση RR αλλά να μείνουν διαθέσιμες για πιθανή ενεργοποίηση σε επόμενο στάδιο. Γ) Στην περίπτωση των μονάδων υδροηλεκτρικής παραγωγής (ΥΗΣ) με υποχρεωτική ενεργοποίηση, το ελάχιστο όριο που θεωρείται στον περιορισμό (2b) είναι η υποχρεωτική ενεργοποίηση εφόσον είναι μεγαλύτερη από το τεχνικό ελάχιστο της μονάδας,. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο προγραμματισμός της αγοράς,, ήδη περιλαμβάνει την υποχρεωτική ενεργοποίηση. Για τις υπόλοιπες ΟΠΥΕ, η παράμετρος λαμβάνει την τιμή μηδέν στο συγκεκριμένο περιορισμό. Δ) Υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι μεταβλητές, λαμβάνουν τιμή διάφορη του μηδενός έπειτα από την επίλυση της Προετοιμασίας Προσφορών RR. Παραδείγματα τέτοιων περιπτώσεων παρουσιάζονται αναλυτικά στο Κεφάλαιο 4. Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει ο ΔΣΜ υποχρεωτικά, για τεχνικούς λόγους, να ενεργοποιεί την αντίστοιχη ποσότητα ανοδικής εφεδρείας αντικατάστασης RR σε περίπτωση που η μεταβλητή είναι διάφορη του μηδενός ή καθοδικής εφεδρείας αντικατάστασης RR σε περίπτωση που η μεταβλητή είναι διάφορη του μηδενός. Η ενεργοποίηση πρέπει να γίνεται πριν τη διαδικασία Εκκαθάρισης RR. Επομένως, στην Εκκαθάριση RR θα εισέρχεται μόνο η υπολειπόμενη προσφορά ανοδικής / καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης. (4) MS BEdn Quant Deficit 0 u P P RR afrrdn Cap syn soak des it it it it it it it min disp AGC min, AGC AGC it it it it it P u u P u i I, t T (5) MS BEup Quant Surplus 0 u P P RR afrrup Cap syn soak des it it it it it it it max disp AGC max, AGC AGC it it it it it P u u P u i I, t T Οι περιορισμοί (4), (5) ενισχύουν τα αντίστοιχα τεχνικά ελάχιστα (, ) και μέγιστα (, ) όρια όταν οι ΟΠΥΕ λειτουργούν με αυτόματη ρύθμιση παραγωγής (AGC) στην αντίστοιχη περίοδο κατανομής t ( 1. 61

72 2.2.3 Περιορισμοί μεταβολής παραγωγής Κάθε ΟΠΥΕ έχει συγκεκριμένα όρια στην ικανότητα να μετακινείται από ένα επίπεδο MW σε ένα άλλο μέσα σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Η παράμετρος αντιπροσωπεύει την αρχική κατάσταση της ΟΠΥΕ, δηλαδή τη θέση που βρίσκεται πριν την επίλυση της Προετοιμασίας Προσφορών RR για την ώρα hh. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, για κάθε ώρα, τη χρονική στιγμή hh:30 πραγματοποιείται η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Και στα 4 δεκαπεντάλεπτα διαστήματα της επίλυσης η τιμή της παραμέτρου παραμένει σταθερή. Μετά το πέρας της Εκκαθάρισης RR και πριν την εκκίνηση της Προετοιμασίας Προσφορών RR για την hh+1 ώρα αλλάζει η τιμή της παραμέτρου η οποία πλέον θα ισούται με τον προγραμματισμό της αγοράς της ΟΠΥΕ για την ώρα hh συν τις ποσότητες ενέργειας εξισορρόπησης RR που εκκαθαρίστηκαν κατά τη διάρκεια του τελευταίου δεκαπενταλέπτου για την ώρα hh συν τις ποσότητες που προήλθαν από την Διαδικασία Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης για τεχνικούς λόγους. Δηλαδή: Τονίζεται ότι όπου t θα αντικατασταθεί η τιμή 4 γιατί μας ενδιαφέρουν οι τιμές του τελευταίου δεκαπενταλέπτου της ώρας. RR RampUp ( 6 ) MSit BEupit InstructedMWit Surplusit disp syn soak t 15 RUi u + N (u +u it ) i I, t T it ( 7) InstructedMW MS BEdn Surplus it RR RampDn it0 it it it disp des t 15 RDi u + N (z it +u it ) i I, t T it 0 Ο περιορισμός (6) μεγιστοποιεί την ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR,, που προσφέρεται από την ΟΠΥΕ i την περίοδο κατανομής t έτσι ώστε η παραγωγή της να μην υπερβεί την παράμετρο συν την 15 ικανότητά της για αύξηση της παραγωγής της για την συγκεκριμένη περίοδο κατανομής 1,2,3,4. Κατά αντίστοιχο τρόπο, ο περιορισμός (7) μεγιστοποιεί την καθοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR,, βασιζόμενος στην 15 ικανότητά της ΟΠΥΕ για μείωση της παραγωγής της. Αναλυτικά παραδείγματα της λειτουργίας των συγκεκριμένων περιορισμών παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 4. 62

73 2.2.4 Κόστος ποινής Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της ανεφικτότητας της Προετοιμασίας Προσφορών RR, έχουν οριστεί οι μεταβλητές παράβασης (deficit / surplus) στους ανωτέρω περιορισμούς και το επακόλουθο κόστος ποινής έχει συμπεριληφθεί στο μοντέλο της Προετοιμασίας Προσφορών RR. Σε αυτό το σημείο είναι πολύ σημαντικό να τονιστεί ότι ο σκοπός της Προετοιμασίας Προσφορών RR είναι να μεγιστοποιήσει την ενέργεια εξισορρόπησης RR που προσφέρεται από τις ΟΠΥΕ. Επομένως, το κόστος ποινής δεν έχει κάποια πραγματική εξήγηση. Ο λόγος που χρησιμοποιείται στην Συνάρτηση Βελτιστοποίησης του προβλήματος είναι για να τιμωρήσει τις παραβιάσεις των περιορισμών που αναφέρθηκαν παραπάνω. (8) PenaltyCost i I t T i I t T i I t T i I t T Deficit Surplus Surplus Surplus Cap it Cap it Price Price RampUp it RampDn it DeficitCap SurplusCap Price Price SurplusRampUp SurplusRampDn 2.3 Μετατροπή των προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης πριν την Εκκαθάριση RR Η επίλυση της Προετοιμασίας Προσφορών RR παρέχει την μέγιστη ποσότητα ανοδικής / καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR που πρέπει να προσφερθεί από την κάθε ΟΠΥΕ i σε οποιαδήποτε περίοδο κατανομής t στην επακόλουθη διαδικασία της Εκκαθάρισης RR. Επομένως: Μέγιστη ποσότητα ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR:,. Μέγιστη ποσότητα καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR:,. Στη συνέχεια οι μέγιστες ποσότητες, χρησιμοποιούνται προκειμένου να περιορίσουν τις τελευταίες (πιο πρόσφατες) ανοδικές / καθοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης που υποβάλλονται από τις ΟΠΥΕ στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR όπως φαίνεται και στο σχήμα που ακολουθεί. 63

74 /MWh PriceBEup it10 PriceBEup it1 MaxQuantBEup it1 BEupRR it MW MaxQuantBEup it10 /MWh PriceBEdn it1 PriceBEdn it10 MaxQuantBEdn it1 BEdnRR it MW MaxQuantBEdn it10 Σχήμα 61: Μετατροπή των προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης πριν την εκκαθάριση RR [2] Με αναφορά το πάνω διάγραμμα του σχήματος 61, η υπολειπόμενη ανοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης (λευκή περιοχή) της κάθε ΟΠΥΕ i για οποιαδήποτε περίοδο κατανομής t, δηλαδή το κάθε ζευγάρι μετά την μετατροπή, θεωρείται αντίστοιχα ανοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR. Το κάθε ζευγάρι πλέον συμβολίζεται και εισέρχεται στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR. Αντίστοιχα, με αναφορά το κάτω διάγραμμα του σχήματος 61, η υπολειπόμενη καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης (λευκή περιοχή) της κάθε ΟΠΥΕ i για οποιαδήποτε περίοδο κατανομής t, δηλαδή το κάθε ζευγάρι μετά την μετατροπή, θεωρείται αντίστοιχα καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR. Το κάθε ζευγάρι πλέον συμβολίζεται και εισέρχεται στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR. 64

75 Παρατηρώντας ξανά το σχήμα 2, είναι εμφανές ότι οι τροποποιημένες προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR περιλαμβάνουν τα πιο ανταγωνιστικά βήματα της αρχικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης και δεν λαμβάνουν υπόψιν τα λιγότερο ανταγωνιστικά τόσο όσο αφορά τις ανοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης όσο και τις καθοδικές. Υπενθυμίζεται ότι οι ενεργοποιημένες καθοδικές προσφορές αποφέρουν εισόδημα και όχι έξοδα στον ΔΣΜ για αυτό το λόγο μια καθοδική προσφορά με μεγαλύτερη τιμή είναι περισσότερο ανταγωνιστική από μια καθοδική προσφορά με χαμηλότερη τιμή. 2.4 Διαδικασία Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης πριν την Εκκαθάριση RR Υπάρχουν συγκεκριμένες περιπτώσεις στις οποίες ο ΔΣΜ απαιτεί την ενεργοποίηση ενέργειας εξισορρόπησης RR υποχρεωτικά από τις αντίστοιχες ΟΠΥΕ πριν την εκτέλεση της Εκκαθάρισης RR. Η Υποχρεωτική Ενεργοποίηση πραγματοποιείται όταν: Α) Οι ΟΠΥΕ που θεωρούνταν κατανεμόμενες σε κάποιο από τα τέσσερα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα λαμβάνουν τιμή διάφορη του μηδενός για τις μεταβλητές Deficit / Surplus. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο ΔΣΜ πρέπει υποχρεωτικά, για τεχνικούς λόγους, να ενεργοποιήσει / την αντίστοιχη ποσότητα της ανοδικής σε περίπτωση που η μεταβλητή Deficit είναι διάφορη του μηδενός ή της καθοδικής σε περίπτωση που η μεταβλητή Surplus είναι διάφορη του μηδενός ενέργειας εξισορρόπησης RR από τις αντίστοιχες ΟΠΥΕ πριν την εκτέλεση της Εκκαθάρισης RR και να εισάγει μόνο την υπόλοιπη ποσότητα ανοδικής / καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR στη διαδικασία της Εκκαθάρισης RR. Αυτή η διαδικασία παρουσιάζεται στο σχήμα που ακολουθεί: /MWh PriceBEup it10 PriceBEup it1 Mand RR it MaxQuantBEup it1 50 MW BEupRR it MW MaxQuantBEup it10 Σχήμα 62: Υποχρεωτική ενεργοποίηση ανοδικής προσφοράς RR από μια κατανεμόμενη ΟΠΥΕ πριν την Εκκαθάριση RR [2] B) Υπάρχουν περιπτώσεις όπου μια ΟΠΥΕ έχει προγραμματιστεί να είναι εκτός λειτουργίας από την τελευταία ΟΔΠ ή να βρίσκεται σε Διαδικασία Συγχρονισμού, Παραμονής σε ενδιάμεσο φορτίο ή Αποσυγχρονισμού κατά τη διάρκεια των τεσσάρων δεκαπεντάλεπτων 65

76 περιόδων κατανομής. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι ΟΠΥΕ θεωρούνται μη κατανεμόμενες και δεν συμπεριλαμβάνονται μεταξύ των ΟΠΥΕ που συμμετέχουν στη διαδικασίες της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Ο ΔΣΜ είναι υπεύθυνος να καθορίσει χειροκίνητα το επίπεδο των MW αυτών των ΟΠΥΕ έπειτα από την εκτέλεση της Εκκαθάρισης RR μαζί με τις εντολές κατανομής που θα εκδοθούν για τις υπόλοιπες ΟΠΥΕ σύμφωνα με τα αποτελέσματα της Εκκαθάρισης RR. Τα επίπεδα των MW θα είναι είτε μηδέν σε περίπτωση που η ΟΠΥΕ έχει καθοριστεί να είναι εκτός λειτουργίας ή διάφορα του μηδενός και σύμφωνα με την καθορισμένη πορεία συγχρονισμού, παραμονής σε ενδιάμεσο φορτίο, αποσυγχρονισμού της ΟΠΥΕ. Όμως, το επίπεδο των MW για αυτή την περίπτωση πρέπει να υπολογιστεί πριν την εκτέλεση της Εκκαθάρισης RR έτσι ώστε ο ΔΣΜ να είναι σε θέση να καθορίσει την ακριβή ποσότητα ενέργειας εξισορρόπησης RR που πρέπει να ενεργοποιηθεί χειροκίνητα. Αυτή η ποσότητα πρέπει να αφαιρεθεί από τις αποκλίσεις που θα καλυφθούν στην επακόλουθη διαδικασία Εκκαθάρισης RR. 2.5 Μαθηματική μοντελοποίηση της Εκκαθάρισης RR Τη χρονική στιγμή hh:30 και έπειτα της ολοκλήρωσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR, της Διαδικασίας Μετατροπής και της Διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης αποκτούνται τα τελικά ζευγάρια τιμής ποσότητας ενέργειας εξισορρόπησης RR MaxQuant Price, axquant Price που στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθούν για την επίλυση του μοντέλου της Εκκαθάρισης RR για τις τέσσερις δεκαπεντάλεπτες περιόδους από (hh+1):00 έως (hh+2):00. Στη συνέχεια παρατίθενται οι εξισώσεις που απαρτίζουν το μοντέλο Συνάρτηση Βελτιστοποίησης Η Εκκαθάριση RR διατυπώνεται σαν ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης της ενέργειας εξισορρόπησης RR και συνιστά ένα μοντέλο Μεικτού Ακεραίου Γραμμικού Προγραμματισμού. () 9 Min RRBalancingEnergyCost PenaltyCost Ο σκοπός του προβλήματος είναι να ελαχιστοποιηθεί το κόστος ενεργοποίησης της ενέργειας εξισορρόπησης RR από τον ΔΣΜ. Το κόστος αυτό περιγράφεται στην εξίσωση (10). Τονίζεται ότι οι ΟΠΥΕ που πρέπει να συμπεριληφθούν σε κάθε μία από τις τέσσερις δεκαπεντάλεπτες περιόδους κατανομής είναι αυτές που έχει προγραμματιστεί να είναι κατανεμόμενες ( 1 από την τελευταία ΟΔΠ. Οι υπόλοιπες θεωρούνται εκτός της αγοράς και οι προσφορές τους δεν συμπεριλαμβάνονται στην Εκκαθάριση RR. Η μεταβλητή που συμπεριλαμβάνεται στην αντικείμενη συνάρτηση αντιπροσωπεύει το μη φυσικό κόστος εξαιτίας της καταπάτησης των περιορισμών και φαίνεται στην εξίσωση (11). 66

77 2.5.2 Κόστος ενέργειας εξισορρόπησης RR Το κόστος της ενέργειας εξισορρόπησης RR εκφράζεται σε και εκφράζει το κόστος ενεργοποίησης της τιμολογημένης ανοδικής και καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR για ολόκληρο το σύστημα και όλες τις περιόδους κατανομής. RRBalancingEnergyCost RRup RRup RRdn RRdn itk itk itk itk i I t T k K (10) + D Quant Price Quant Price Η παράμετρος D ορίζεται στην τιμή 1 4 για την Εκκαθάριση RR και γενικά για την ΑΕΠΧ εφόσον η περίοδος κατανομής είναι δεκαπεντάλεπτη. Υπενθυμίζεται ξανά ότι σε περίπτωση ενεργοποίησης καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ο ΔΣΜ λαμβάνει έσοδα από τις ΟΠΥΕ καθώς η παροχή καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR σημαίνει ότι οι μονάδες παραγωγής αποφεύγουν τα μεταβλητά κόστη ( δηλαδή η παραγωγή τους μειώνεται σε σχέση με τον προγραμματισμό της αγοράς) Κόστος ποινής Το κόστος ποινής εκφράζεται σε και αντιπροσωπεύει το μη φυσικό κόστος που προκύπτει από την παραβίαση των περιορισμών όταν δεν υπάρχει άλλη εφικτή λύση για όλο το σύστημα και όλες τις περιόδους κατανομής. (11) ZonImb DeficitZonImb PenaltyCost Deficitt Price t T t T Surplus ZonImb t Price SurplusZonImb Όταν διαπιστωθεί μη εφικτότητα για τον συγκεκριμένο περιορισμό, μια ειδοποίηση παραβίασης μαζί με την τιμή της μεταβλητής deficit / surplus θα σταλεί στον ΔΣΜ μαζί με τα αντίστοιχα αποτελέσματα. Ο ΔΣΜ είναι σε θέση να τροποποιήσει τα κόστη ποινής με την προϋπόθεση ότι έχει την έγκριση της Ρυθμιστικής Αρχής Ενέργειας (ΡΑΕ). Οι τιμές ποινών που χρησιμοποιήθηκαν κατά την επίλυση του μοντέλου δίνονται στο κεφάλαιο της Ονοματολογίας Περιορισμοί ενέργειας εξισορρόπησης RR Οι περιορισμοί (12), (13) διασφαλίζουν ότι η εκκαθαρισμένη ποσότητα κάθε βήματος k της ενέργειας εξισορρόπησης RR δεν ξεπερνάει την μέγιστη ποσότητα που μπορεί να εκκαθαριστεί στο συγκεκριμένο βήμα (δηλαδή την ποσότητα ή για τις ανοδικές και καθοδικές προσφορές αντίστοιχα). RRup RRup RRup itk itk it ( 12 ) 0 Quant MaxQuant u i I, t T, k K RRdn RRdn RRdn ( 13) 0 Quant MaxQuant u i I, t T, k K itk itk it 67

78 Αντίστοιχα, οι περιορισμοί (14), (15) διασφαλίζουν ότι μια ελάχιστη ποσότητα ( ή ) της ενέργειας εξισορρόπησης RR θα ενεργοποιηθεί από την ΟΠΥΕ i την περίοδο κατανομής t. RRup itk RRup it ( 14 ) Quant MinBEup u i I, t T k K RRdn RRdn itk it it it ( 15) Quant MinBEdn u i, t k K Η επιβολή των περιορισμών (14), (15) εισάγει δύο νέες δυαδικές μεταβλητές που υποδεικνύουν την ενεργοποίηση ενέργειας εξισορρόπησης RR είτε στην ανοδική είτε στην καθοδική κατεύθυνση (δηλαδή και αντίστοιχα). Ο περιορισμός (16) εφαρμόζεται προκειμένου να αποφευχθεί η ταυτόχρονη ενεργοποίηση μιας ανοδικής και μιας καθοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR. RRup it RRdn (16) u u 1 i I, t T it Εξίσωση απόκλισης Ο σκοπός της εξίσωσης απόκλισης είναι να καλύψει τυχόν αποκλίσεις που προκύπτουν από την απόκλιση του φορτίου του συστήματος σε σχέση με τον προγραμματισμό της αγοράς των μονάδων συν τις ποσότητες ενέργειας εξισορρόπησης RR που έχουν ενεργοποιηθεί συν τις ποσότητες που ενεργοποιήθηκαν κατά τη διαδικασία της υποχρεωτικής ενεργοποίησης. ( 17) RRup RRdn RRup RRdn itk it MS Quant Quant Mand Mand it itk it i I i I k K i I Deficit Surplus = Load t T ZonImb ZonImb t t it I T 68

79 3.1 Εισαγωγή Κεφάλαιο 3 Ανάλυση Δεδομένων Εισόδου Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται αναλυτική περιγραφή των δεδομένων εισόδου που χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση του μοντέλου της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Τα δεδομένα εισόδου περιλαμβάνουν το φορτίο του συστήματος χωρισμένο σε τέσσερα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα για την κάθε ώρα επίλυσης (δηλαδή στο διάστημα μιας ημέρας το φορτίο χωρίζεται σε 96 διαστήματα). Επιπρόσθετα, τα δεδομένα εισόδου περιλαμβάνουν τον προγραμματισμό της αγοράς,, της κάθε ΟΠΥΕ i για κάθε περίοδο κατανομής t. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά όλων των ΟΠΥΕ που εισάγονται στα δύο μοντέλα. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται και τα αποτελέσματα της τελευταίας ΟΔΠ που είναι απαραίτητα για την εφαρμογή των περιορισμών που περιγράφηκαν στο Κεφάλαιο 2. Τέλος, δίνονται οι αρχικές προσφορές που εισήχθησαν στα δύο μοντέλα μαζί με το κόστος τους. 3.2 Φορτίο του Συστήματος Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται οι τιμές του φορτίου του συστήματος που χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR στο διάστημα μιας ημέρας. Το φορτίο θεωρείται ότι ακολουθεί την τυπική καμπύλη φορτίου του ελληνικού συστήματος κατά τη διάρκεια μιας χειμερινής ημέρας. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η κάθε ώρα της ημέρας χωρίζεται σε τέσσερα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα. 69

80 ΜΠΧ Φορτίο Φορτίο Φορτίο Φορτίο ΜΠΧ ΜΠΧ ΜΠΧ (MW) (MW) (MW) (MW) Πίνακας 2: Φορτίο για το μοντέλο πραγματικού χρόνου 70

81 Για την καλύτερη οπτική αναπαράσταση του φορτίου στο διάστημα μιας ημέρας παρατίθεται το παρακάτω γράφημα με τη μεταβολή του φορτίου μέσα στην ημέρα. Φορτίο (MW) 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 Ημερήσια Καμπύλη Φορτίου Μονάδα Πραγματικού Χρόνου (15 λεπτά) Σχήμα 63: Ημερήσια Καμπύλη Φορτίου 3.3 Προγραμματισμός της Αγοράς Ο Προγραμματισμός της Αγοράς αποτελεί τον καθαρό ενεργειακό προγραμματισμό που προέρχεται από τις συναλλαγές όλων των ΟΠΥΕ στην Χονδρεμπορική Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας δηλαδή την Προθεσμιακή, την Ημερήσια και την Ενδοημερήσια Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας. Σήμερα στην Ελλάδα λειτουργεί μόνο η Ημερήσια Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας όμως με βάση το Μοντέλο Στόχου, μελλοντικά θα λειτουργήσουν και οι άλλες δύο. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την Χονδρεμπορική Αγορά πρέπει να αποστέλλονται συνεχώς και αυτόματα από την Πλατφόρμα Κατανομής στο σύστημα διαχείρισης της Αγοράς Εξισορρόπησης προκειμένου να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση των διαδικασιών της Αγοράς Εξισορρόπησης. Στον πίνακα που ακολουθεί δίνεται ο ωριαίος Προγραμματισμός της Αγοράς των ΟΠΥΕ. 71

82 Ώρες ID

83 Σύνολο Πίνακας 3: Ωριαίος Προγραμματισμός της Αγοράς (MW) των ΟΠΥΕ 73

84 Στο διάγραμμα που δίνεται στη συνέχεια, παρουσιάζεται σε ωριαία βάση για το διάστημα μιας ημέρας η καμπύλη του φορτίου μαζί με αθροιστικό ωριαίο Προγραμματισμό της Αγοράς (με τον όρο αθροιστικός ωριαίος Προγραμματισμός της Αγοράς εννοείται ότι για κάθε ώρα αθροίζεται ο Προγραμματισμός της Αγοράς όλων των ΟΠΥΕ). Σημειώνεται ότι οι ωριαίες τιμές του φορτίου προέκυψαν λαμβάνοντας τον μέσο όρο των τιμών φορτίου των τεσσάρων δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων της κάθε ώρας του Πίνακα 1. Σχήμα 64: Ημερήσιο Φορτίο και Προγραμματισμός της Αγοράς Από το παραπάνω διάγραμμα δίνεται μια πρώτη εικόνα των αποτελεσμάτων που αναμένονται από την επίλυση των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Στις ώρες στις οποίες η τιμή του φορτίου είναι μεγαλύτερη από τον αθροιστικό Προγραμματισμό της Αγοράς αναμένεται ενεργοποίηση ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Αντίστοιχα, τις ώρες στις οποίες η τιμή του φορτίου είναι μικρότερη από τον αθροιστικό Προγραμματισμό της Αγοράς αναμένεται η ενεργοποίηση καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. 74

85 3.3 Τεχνικά Χαρακτηριστικά των ΟΠΥΕ Τύπος Καυσίμου ID AGC Pmax (MW) Pmin (MW) Pmax_AGC Pmin_AGC RU RD Ramp_AGC (MW) (MW) (MW/min) (MW/min) (MW/min) Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης 10 Λιγνίτης 11 Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Λιγνίτης Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου 18 Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Ανοιχτού κύκλου φυσικού αερίου Ανοιχτού κύκλου φυσικού αερίου Ανοιχτού κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου

86 Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου Συνδυασμένου κύκλου φυσικού αερίου ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ ΥΗΣ Πίνακας 4: Τεχνικά Χαρακτηριστικά ΟΠΥΕ 76

87 22:00 06:00 08:00 00:00 02:00 04:00 08:00 12:00 20:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 16:00 18:00 22: Αποτελέσματα ΟΔΠ Η ΟΔΠ αποτελείται από τέσσερις διαδοχικές διαδικασίες προγραμματισμού οι οποίες σχεδιάζονται ως εξής: Μια διαδικασία προγραμματισμού μιας ημέρας μπροστά (ΟΔΠ1) που πραγματοποιείται την ημέρα D 1 Τρεις ενδοημερήσιες διαδικασίες προγραμματισμού (ΟΔΠ2, ΟΔΠ3, ΟΔΠ4) που πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας κατανομής D και επιτρέπουν αλλαγές στα προβλεπόμενα δεδομένα και στις συνθήκες του συστήματος. Σε περίπτωση που συμβεί κάποιο μείζων γεγονός κατά τη διάρκεια της ημέρας D ή ακόμα και το απόγευμα της ημέρας D 1, το οποίο επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τον προγραμματισμό των ΟΠΥΕ και την κατανομή εφεδρειών κατά τη διάρκεια της ημέρας D ο ΔΣΜ έχει τη δυνατότητα να εκτελέσει την ΟΔΠ κατά παραγγελία. Σε αυτήν την περίπτωση προκύπτει ένας καινούργιος προγραμματισμός για τις διαθέσιμες ΟΠΥΕ. Η διαδικασία που περιγράφηκε παραπάνω απεικονίζεται στο σχήμα που ακολουθεί. Ολοκληρωμένη Διαδικασία Προγραμματισμού ΟΔΠ1 ΟΔΠ2 ΟΔΠ3 Κατά παραγγελία ΟΔΠ ΟΔΠ4 Ημέρα D -1 Ημέρα D 20:00 10:00 14:00 Υποβολή 09: Bids/Offers προσφορών Presentation 17: by Market 21: 0:0 Bids/Offers Δέσμευση, Selection 12:0 κατάσταση by 16:0 GME AGC, Operators to GME Ορίζοντας 00 Προγραμματισμού Και δηλώσεων στον ΔΣΜ Κατανομή 0 εφεδρειών 0 Εκτέλεση ΟΔΠ Έκδοση Αποτελεσμάτων Προκαταρκτική Δέσμευση, Κατανομή Εφεδρειών Σχήμα 65: Ενδεικτικό Χρονοδιάγραμμα ΟΔΠ [2] Τα αποτελέσματα της ΟΔΠ περιλαμβάνουν τα παρακάτω: Δεσμευτικές αποφάσεις για τις ΟΠΥΕ Την κατάσταση AGC για τις ΟΠΥΕ που παρέχουν afrr Τις ποσότητες κατανομής εφεδρειών εξισορρόπησης για τις ΟΠΥΕ (ανοδική / καθοδική FCR, afrr, mfrr) 77

88 Η επίλυση της ΟΔΠ πραγματοποιείται πριν από την επίλυση της ΑΕΠΧ. Τα αποτελέσματά της εισάγονται στην συνέχεια στα μοντέλα της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR καθώς αποτελούν απαραίτητα στοιχεία για την επίλυση των μοντέλων. Σημειώνεται ότι το βήμα της ΟΔΠ είναι διάρκειας μισής ώρας αν και θα μπορούσε να έχει και ωριαία διάρκεια. Γενικά, όσο μικρότερο είναι το βήμα επίλυσης τόσο πιο ακριβής θα είναι ο προγραμματισμός που πραγματοποιείται από την ΟΔΠ. Επομένως, πρέπει να γίνει η κατάλληλη τροποποίηση για να εισαχθούν τα παραπάνω προϊόντα εξισορρόπησης στα μοντέλα της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR όπου το βήμα έχει οριστεί να έχει διάρκεια δεκαπέντε λεπτών. Στους πίνακες που ακολουθούν δίνονται τα προϊόντα εξισορρόπησης θεωρώντας ωριαίο βήμα επίλυσης. 78

89 Ώρες ID

90 Πίνακας 5: Κατανομή Ανοδικής FCR (MW) από την ΟΔΠ στις ΟΠΥΕ Ώρες ID

91 Πίνακας 6: Κατανομή Καθοδικής FCR(MW) από την ΟΔΠ στις ΟΠΥΕ 81

92 Ώρες ID , , , ,

93 , ,5 39,5 88,5 104, Πίνακας 7: Κατανομή Ανοδικής afrr (MW) από την ΟΔΠ Ώρες ID

94 Πίνακας 8: Κατανομή Καθοδικής afrr (MW) από την ΟΔΠ 84

95 Ώρες ID

96 Πίνακας 9: Κατανομή Ανοδικής mfrr (MW) από την ΟΔΠ Ώρες ID

97 Πίνακας 10: Κατανομή Καθοδικής mfrr (MW) από την ΟΔΠ 87

98 Ώρες ID

99 Πίνακας 11: ΟΠΥΕ σε Διαδικασία Παραμονής σε Ενδιάμεσο Φορτίο (MW) Ώρες ID

100 Πίνακας 12: ΟΠΥΕ σε Διαδικασία Αποσυγχρονισμού (MW) 90

101 3.5 Αρχικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR που υποβάλλονται από τις ΟΠΥΕ Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή του Κεφαλαίου 2, οι προσφορές που εισάγονται στα μοντέλα της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR είναι απλές προσφορές πολλών βημάτων και όχι μπλοκ προσφορές. Στον αλγόριθμο που υλοποιήθηκε έχει γίνει πρόβλεψη η προσφορές να έχουν μέχρι και πέντε βήματα. Για λόγους απλότητας και συνοπτικής παρουσίασης των αποτελεσμάτων, στην παρούσα μελέτη, κρίθηκε σκόπιμο να θεωρηθεί ένα βήμα στην κάθε προσφορά, το οποίο βήμα μαζί με την τιμή κόστους που το συνοδεύει για κάθε ώρα και κάθε ΟΠΥΕ φαίνεται στον πίνακα που ακολουθεί. Ίδιες ωριαίες προσφορές που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα και θεωρούμε ότι υποβλήθηκαν κατά τη διάρκεια της ΟΔΠ, θεωρούμε ότι ισχύουν και για τα αντίστοιχα τέσσερα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα της ώρας για την επίλυση της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR (με δεδομένο ότι οι ποσότητες υπόκεινται σε περαιτέρω επεξεργασία στην Προετοιμασία Προσφορών RR). Για τις περιπτώσεις των ανοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR, θεωρούμε ότι η προσφορά ισούται με την ποσότητα. Αντίθετα, για τις περιπτώσεις καθοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR, θεωρούμε ότι η προσφορά ισούται με την ποσότητα. Η συγκεκριμένη θεώρηση γίνεται στη βάση ότι οι ΟΠΥΕ είναι υποχρεωμένες κάθε στιγμή να παρέχουν τη μέγιστη διαθεσιμότητά τους. Η τιμή που σημειώνεται στον πίνακα για την κάθε ΟΠΥΕ αναφέρεται στα δεκαπεντάλεπτα διαστήματα στα οποία οι προσφορές είναι διάφορες του μηδενός. Για τις ανοδικές προσφορές η τιμή προέκυψε ένα βήμα παραπάνω από το μεταβλητό κόστος παραγωγής των μονάδων και για τις καθοδικές η τιμή προέκυψε ένα βήμα κάτω από το μεταβλητό κόστος παραγωγής. Ως βήμα ορίζεται η τιμή 25 /. 91

102 Ώρες ID MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh 76,563 MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW

103 /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh 104 MW /MWh MW /MWh 120 MW /MWh 120 MW /MWh 120 MW /MWh 120 MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh

104 MW /MWh 126 MW /MWh 127 MW /MWh 128 MW /MWh 129 MW /MWh 130 MW /MWh 131 MW /MWh 132 MW /MWh 133 MW /MWh 134 MW /MWh 135 MW /MWh 136 MW /MWh 137 MW /MWh 138 MW /MWh 139 MW /MWh 140 MW /MWh MW

105 /MWh Πίνακας 13: Ανοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR και οι τιμές τους Ώρες ID MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW

106 /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh 1.85 MW /MWh 6.94 MW /MWh 6.64 MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh 29 MW /MWh MW /MWh 34 MW /MWh 50 MW /MWh 50 MW /MWh 50 MW /MWh MW

107 /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh MW /MWh 55 MW /MWh 56 MW /MWh 57 MW /MWh 58 MW /MWh 59 MW /MWh 60 MW /MWh 61 MW /MWh 62 MW /MWh 63 MW /MWh 64 MW /MWh 65 MW /MWh 66 97

108 MW /MWh 67 MW /MWh 68 MW /MWh 69 MW /MWh 70 MW /MWh 71 MW /MWh Πίνακας 14: Καθοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR και οι τιμές τους 98

109 Κεφάλαιο 4 Αποτελέσματα 4.1 Εισαγωγή Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της επίλυσης των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR και της Εκκαθάρισης RR. Η επίλυση έγινε στο προγραμματιστικό περιβάλλον GAMS χρησιμοποιώντας τον επιλυτή MIP (Mixed Integer Programming). Μέσω των παραδειγμάτων που θα παρουσιαστούν στη συνέχεια, γίνεται προσπάθεια για να φανερωθεί η σημασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR σε σχέση με την περίπτωση της μοντελοποίησης της ενιαίας Εκκαθάρισης RR. Επιπλέον, αναλύονται οι περιπτώσεις όπου οι μεταβλητές deficit / surplus παίρνουν τιμές διάφορες του μηδενός και γίνεται εξήγηση της αιτίας που συμβαίνει αυτό. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται και ορισμένα παραδείγματα που δείχνουν τη σωστή λειτουργία του κώδικα και αναλύονται τα χρήσιμα συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτά. Στη συνέχεια, γίνεται μια σύγκριση του κόστους λειτουργίας της υλοποίησης της ΑΕΠΧ με τη χρήση δύο μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) σε σχέση με την υλοποίησή της σε ένα ενιαίο μοντέλο Εκκαθάρισης που θα περιλαμβάνει και τους λειτουργικούς περιορισμούς. Τέλος, γίνεται μια επιπλέον σύγκριση της υλοποίησης της ΑΕΠΧ με τη χρήση των δύο μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) έναντι της περίπτωσης υλοποίησής της μόνο με τη χρήση του μοντέλου της Εκκαθάρισης RR που δεν συμπεριλαμβάνει τους λειτουργικούς περιορισμούς (δηλαδή να παραλείπεται η εκτέλεση του μοντέλου της Προετοιμασίας Προσφορών RR πριν την Εκκαθάριση RR). Τα συνολικά αποτελέσματα επίλυσης των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR και Εκκαθάρισης RR δίνονται στο Παράρτημα Α. 4.2 Χρησιμότητα της Προετοιμασίας Προσφορών RR Σκοπός της Προετοιμασίας Προσφορών RR είναι να περιορίσει τις μέγιστες ποσότητες της προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR ανοδικής και καθοδικής κατεύθυνσης που προσφέρεται από τις ΟΠΥΕ προς ενεργοποίηση, λαμβάνοντας υπόψιν τους τεχνικούς περιορισμούς, τους περιορισμούς λειτουργίας των μονάδων καθώς επίσης και την ήδη κατανεμημένη εφεδρεία εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr). Τα συνολικά αποτελέσματα επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR παρουσιάζονται στο Παράρτημα Α. Σε αυτό το σημείο θα παρουσιαστούν 2 ενδεικτικές περιπτώσεις, μία που περιορίζει την μέγιστη ανοδική και μια που περιορίζει την μέγιστη καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR. Παράδειγμα 1 Περίπτωση ανοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR Ενδεικτικά θα δειχθεί η περίπτωση της μονάδας 16 κατά τη διάρκεια του τεσσαρακοστού έκτου (46) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (δηλαδή το δεύτερο δεκαπεντάλεπτο της δωδέκατης (12) ώρας). Για το συγκεκριμένο διάστημα ισχύουν:

110 289 Σε περίπτωση που δεν συμπεριλαμβάνεται η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR τότε η μέγιστη προσφορά ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ισούται με: Σε περίπτωση που συμπεριλαμβάνεται η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR τότε η μέγιστη προσφορά ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ισούται με: 1 Όπου κατόπιν της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR η τιμή της μεταβλητής ισούται με 90 MW και όσο για την παράμετρο ισχύει η σχέση: 2 Όπου κατόπιν της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR η τιμή των μεταβλητών, ισούται με 0 και 0 αντίστοιχα. Επομένως, λαμβάνοντας υπόψιν τις σχέσεις (1), (2) προκύπτει: Ο λόγος που στο παραπάνω παράδειγμα περιορίζεται η μέγιστη προσφορά ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR είναι η ύπαρξη στο μοντέλο της Προετοιμασίας Προσφορών RR των περιορισμών μεταβολής της παραγωγής. Η συγκεκριμένη μονάδα είναι λιγνιτική και έχει τη δυνατότητα να αυξήσει την παραγωγή της κατά 45 MW μεταξύ των δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων. Επομένως, σε σχέση με τη θέση που βρίσκεται η μονάδα στην αρχή της δωδέκατης ώρας ( 151 ), στο δεύτερο δεκαπεντάλεπτο διάστημα αυτής της ώρας, μπορεί να αυξήσει την παραγωγή της κατά το πολύ 90 MW. Συνολικά, για το διάστημα ολόκληρης της ημέρας, δίνεται το παρακάτω διάγραμμα όπου φαίνεται για κάθε δεκαπεντάλεπτο διάστημα η διαφορά στην μέγιστη ανοδική προσφερόμενη ενέργεια εξισορρόπησης RR με τη χρησιμοποίηση ή όχι της Προετοιμασίας Προσφορών RR. 100

111 Προσφορές ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR Με Προετοιμασία Προσφορών RR Χωρίς Προετοιμασία Προσφορών RR Σχήμα 66: Σύγκριση μοντέλου με Προετοιμασία Προσφορών και χωρίς για την περίπτωση ανοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR (ΟΠΥΕ 16) Παράδειγμα 2 Περίπτωση καθοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR Ενδεικτικά θα δειχθεί η περίπτωση της μονάδας 8 κατά τη διάρκεια του δέκατου τέταρτου (14) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (δηλαδή το δεύτερο δεκαπεντάλεπτο της τέταρτης (4) ώρας). Για το συγκεκριμένο διάστημα ισχύουν: Σε περίπτωση που δεν συμπεριλαμβάνεται η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR τότε η μέγιστη καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR ισούται με: Σε περίπτωση που συμπεριλαμβάνεται η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR τότε η μέγιστη καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR ισούται με: 1 Όπου κατόπιν της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR η τιμή της μεταβλητής ισούται με 78 MW και όσο για την παράμετρο ισχύει η σχέση: 2 101

112 Όπου κατόπιν της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR η τιμή των μεταβλητών, ισούται με 0 και 0 αντίστοιχα. Επομένως, λαμβάνοντας υπόψιν τις σχέσεις (1), (2) προκύπτει: Ο λόγος που στο παραπάνω παράδειγμα περιορίζεται η μέγιστη προσφορά καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR είναι και πάλι η ύπαρξη στο μοντέλο της Προετοιμασίας Προσφορών RR των περιορισμών μεταβολής της παραγωγής. Συγκεκριμένα, η μονάδα στο πρώτο δεκαπεντάλεπτο της ώρας βρίσκεται στη θέση 280. Η ικανότητα μείωσης της παραγωγής της μεταξύ των δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων είναι 60 MW. Επομένως, με 238 στο πρώτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της ώρας η μονάδα θα μπορούσε να προσφέρει καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Μεταξύ των δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, μπορεί να μειώσει την παραγωγή της κατά 60 MW άρα στο δεύτερο δεκαπεντάλεπτο διάστημα έχει την ικανότητα να προσφέρει 78 MW καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Συνολικά για το διάστημα ολόκληρης της ημέρας δίνεται το παρακάτω διάγραμμα όπου φαίνεται για κάθε δεκαπεντάλεπτο διάστημα η διαφορά στην μέγιστη καθοδική προσφερόμενη ενέργεια εξισορρόπησης RR με τη χρησιμοποίηση ή όχι της Προετοιμασίας Προσφορών RR. 140 Προσφορές καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR Με Προετοιμασία Προσφορών RR Χωρίς Προετοιμασία Προσφορών RR Σχήμα 67: Σύγκριση μοντέλου με Προετοιμασία Προσφορών και χωρίς για την περίπτωση καθοδικών προσφορών ενέργειας εξισορρόπησης RR (ΟΠΥΕ 8) 102

113 Από τα παραπάνω δύο παραδείγματα γίνεται αντιληπτή η αναγκαιότητα επίλυσης της διαδικασίας της Προετοιμασίας Προσφορών RR πριν τη διαδικασία της Εκκαθάρισης RR για την βέλτιστη μοντελοποίηση της ΑΕΠΧ. 4.3 Περιπτώσεις όπου οι μεταβλητές deficit/ surplus είναι διάφορες του μηδενός Οι μεταβλητές deficit / surplus εμφανίζονται στις εξισώσεις (2α) (7) που περιγράφονται στο Κεφάλαιο 2. Στη συνέχεια παρουσιάζονται παραδείγματα όπου η τιμή των μεταβλητών αυτών είναι διάφορη του μηδενός και δίνεται η εξήγηση του λόγου που συμβαίνει αυτό Παραδείγματα για τους Περιορισμούς Ισχύος Στους περιορισμούς ισχύος εμφανίζονται οι μεταβλητές και. Για την καλύτερη κατανόηση των παραδειγμάτων που θα ακολουθήσουν, οι περιορισμοί δίνονται ξανά παρακάτω: RR FCRdn afrrdn mfrrdn Cap it it it it it it ( 2a) MS BEdn Quant Quant Quant Deficit syn soak des min disp it it it it it 0 u P P P u i I, t T RR FCRdn mfrrdn Cap min disp it it it it it it it ( 2b) MS BEdn Quant Quant Deficitit max P u, Mand i H, t T RR FCRup afrrup mfrrup Cap it it it it it it ( 3a) MS BEup Quant Quant Quant Surplus syn 0 u P P P u ( P P ) z i I, t T it soak des max disp min max it it it it it it it RR FCRup afrrup mfrrup Cap it it it it it it ( 3b) MS BEup Quant Quant Quant Surplus syn it soak des max it it it disp it 0 u P P P u i I, t T (4) MS BEdn Quant Deficit 0 u P P RR afrrdn Cap syn soak des it it it it it it it min disp AGC min, AGC AGC it it it it it P u u P u i I, t T (5) MS BEup Quant Surplus 0 u P P RR afrrup Cap syn soak des it it it it it it it max disp AGC max, AGC AGC it it it it it P u u P u i I, t T 103

114 Οι περιπτώσεις όπου η μεταβλητή είναι διάφορη του μηδενός είναι οι παρακάτω: Παράδειγμα 3 Ο προγραμματισμός της αγοράς για την ΟΠΥΕ i είναι μεγαλύτερος από το τεχνικό ελάχιστο της ΟΠΥΕ ( ) όμως λόγω της κατανομής από την ΟΔΠ καθοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) η θέση της ΟΠΥΕ πέφτει κάτω από το τεχνικό της ελάχιστο. Σαν χαρακτηριστικό παράδειγμα αναφέρεται η μονάδα 17 κατά τη διάρκεια του εβδομηκοστού τρίτου (73) δεκαπεντάλεπτου της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο της δέκατης ένατης (19) ώρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για την μονάδα: , 417, Πηγαίνοντας στον περιορισμό (2α) έχουμε: Και λύνοντας ως προς το προκύπτει: 33 Όμως, η ΟΠΥΕ λειτουργεί με AGC οπότε πρέπει να ληφθεί υπόψιν και ο περιορισμός (4). Αντικαθιστώντας τις τιμές στον περιορισμό (4) προκύπτει: Σε αυτήν την περίπτωση η μεταβλητή παίρνει την τιμή 0. Άρα, συνδυάζοντας τις δύο παραπάνω εξισώσεις προκύπτει: 33 Η τιμή της μεταβλητής προκύπτει διάφορη του μηδενός επειδή οι περιορισμοί (2α) και (4) δεν λαμβάνουν υπόψιν τους την ανοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR,. Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται το τεχνικό ελάχιστο της μονάδας. Αυτή η 104

115 ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR. Παράδειγμα 4 Ο προγραμματισμός της αγοράς για την ΟΠΥΕ i είναι μικρότερος από το τεχνικό ελάχιστο της ΟΠΥΕ ( ) Σαν χαρακτηριστικό παράδειγμα αναφέρεται η μονάδα 37 κατά τη διάρκεια του τριακοστού έβδομου (37) δεκαπεντάλεπτου της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο της δέκατης (10) ώρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για την μονάδα: , , 30 0 Αρχικά, παρατηρούμε ότι όλες οι τιμές των καθοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης είναι μηδέν. Αυτό είναι αναμενόμενο, εφόσον ο προγραμματισμός της αγοράς είναι μικρότερος από το τεχνικό ελάχιστο της ΟΠΥΕ. Επομένως, η θέση της μονάδας δεν έχει περιθώριο να κατέβει πιο χαμηλά γι αυτό και η μηδενική κατανομή καθοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης. Πηγαίνοντας στον περιορισμό (2α) έχουμε: Σε αυτήν την περίπτωση η μεταβλητή παίρνει την τιμή 0 Όμως, η ΟΠΥΕ λειτουργεί με AGC οπότε πρέπει να ληφθεί υπόψιν και ο περιορισμός (4). Αντικαθιστώντας τις τιμές στον περιορισμό (4) προκύπτει: Και λύνοντας ως προς το προκύπτει: 5 Άρα, συνδυάζοντας τις δύο παραπάνω εξισώσεις προκύπτει: 5 Η τιμή της μεταβλητής προκύπτει διάφορη του μηδενός επειδή οι περιορισμοί (2α) και (4) δεν λαμβάνουν υπόψιν τους την ανοδική προσφορά ενέργεια εξισορρόπησης RR. 105

116 Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται το τεχνικό ελάχιστο της μονάδας. Αυτή η ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR. Παράδειγμα 5 Η τρίτη περίπτωση όπου η μεταβλητή παίρνει τιμή διάφορη του μηδενός είναι όταν η ΟΠΥΕ βρίσκεται σε Διαδικασία Παραμονής σε ενδιάμεσο φορτίο. Σαν χαρακτηριστικό παράδειγμα αναφέρεται η μονάδα 25 κατά τη διάρκεια του εξηκοστού πέμπτου (65) δεκαπεντάλεπτου της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο της δέκατης έβδομης (17) ώρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για την μονάδα: , 422, Αρχικά, παρατηρούμε ότι όλες οι τιμές των καθοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης είναι μηδέν. Αυτό είναι αναμενόμενο, γιατί εφόσον η ΟΠΥΕ είναι σε Διαδικασία Παραμονής σε ενδιάμεσο φορτίο, ο προγραμματισμός της αγοράς είναι μικρότερος από το τεχνικό ελάχιστο της ΟΠΥΕ. Επομένως, η θέση της μονάδας δεν έχει περιθώριο να κατέβει πιο χαμηλά γι αυτό και η μηδενική κατανομή καθοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης. Πηγαίνοντας στον περιορισμό (2α) έχουμε: Και λύνοντας ως προς το προκύπτει: Η τιμή της μεταβλητής προκύπτει διάφορη του μηδενός επειδή ο περιορισμός (2α) δεν λαμβάνουν υπόψιν του την ανοδική προσφορά ενέργεια εξισορρόπησης RR. Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται το τεχνικό ελάχιστο της μονάδας. Αυτή η 106

117 ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR. Η περίπτωση όπου η τιμή της μεταβλητής είναι διάφορη του μηδενός είναι η παρακάτω: Παράδειγμα 6 Ο προγραμματισμός της αγοράς για την ΟΠΥΕ είναι μικρότερος από το τεχνικό της μέγιστο, όμως λόγω κατανομής από την ΟΔΠ ανοδικών εφεδρειών εξισορρόπησης (FCR, afrr, mfrr) η θέση της ΟΠΥΕ ανεβαίνει πάνω από το τεχνικό της μέγιστο. Σαν χαρακτηριστικό παράδειγμα αναφέρεται η μονάδα 26 κατά τη διάρκεια του πέμπτου δεκαπεντάλεπτου της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο της δεύτερης ώρας της ημέρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για τη μονάδα: , 350, Πηγαίνοντας στον περιορισμό (3b) έχουμε: Και λύνοντας ως προς προκύπτει: 17 Όμως, η ΟΠΥΕ λειτουργεί με AGC οπότε πρέπει να ληφθεί υπόψιν και ο περιορισμός (5). Αντικαθιστώντας τις τιμές στον περιορισμό (5) προκύπτει: Και λύνοντας ως προς προκύπτει: Επομένως, συνδυάζοντας τις δύο παραπάνω εξισώσεις προκύπτει: 27 Η τιμή της μεταβλητής προκύπτει διάφορη του μηδενός επειδή οι περιορισμοί (3b) και (5) δεν λαμβάνουν υπόψιν τους την καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR,. 107

118 Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται το τεχνικό μέγιστο της μονάδας. Αυτή η ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR Παραδείγματα για τους περιορισμούς μεταβολής παραγωγής Στους περιορισμούς μεταβολής παραγωγής εμφανίζονται οι μεταβλητές και. Για την καλύτερη κατανόηση των παραδειγμάτων οι περιορισμοί δίνονται ξανά παρακάτω: RR RampUp ( 6 ) MSit BEupit InstructedMWit Surplus 0 it disp syn soak t 15 RU i u + N (u +u it ) i I, t T it it RR RampDn it0 it it it ( 7) InstructedMW MS BEdn Surplus disp des t 15 RDi u + N (z it +u it ) i I, t T it Παράδειγμα 7 Αρχικά, θα παρουσιαστεί ένα παράδειγμα στο οποίο η τιμή της μεταβλητής είναι διάφορη του μηδενός και θα δοθεί η εξήγηση του λόγου που συμβαίνει αυτό. Θα παρουσιαστεί η περίπτωση της μονάδας 3 κατά τη διάρκεια του εξηκοστού πρώτου (61) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της δέκατης έκτης (16) ώρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για τη μονάδα: Πηγαίνοντας στον περιορισμό (6) έχουμε: Λύνοντας ως προς παίρνουμε: Η αρχική θέση της ΟΠΥΕ είναι στα MW. Ο προγραμματισμός της αγοράς της συγκεκριμένης ΟΠΥΕ το συγκεκριμένο δεκαπεντάλεπτο διάστημα είναι 283 MW. Η μονάδα στο διάστημα αυτό μπορεί να αυξήσει την παραγωγή της κατά 45 MW και επομένως να 108

119 βρεθεί στα MW. Επομένως, η τιμή της μεταβλητής θα προκύψει = MW. Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται τους περιορισμούς μεταβολής της παραγωγής της μονάδας. Αυτή η ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR. Το παράδειγμα που περιγράφηκε παραπάνω φαίνεται και στο σχήμα που ακολουθεί: Σχήμα 68: Παράδειγμα μη τήρησης της μέγιστης ικανότητας αύξησης της παραγωγής της ΟΠΥΕ 3 Παράδειγμα 8 Στη συνέχεια, θα παρουσιαστεί ένα παράδειγμα στο οποίο η τιμή της μεταβλητής είναι διάφορη του μηδενός και θα δοθεί η εξήγηση του λόγου που συμβαίνει αυτό. Θα παρουσιαστεί η περίπτωση της μονάδας 9 κατά τη διάρκεια του δέκατου έβδομου (17) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της πέμπτης (5) ώρας). Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ισχύουν για τη μονάδα: Πηγαίνοντας στον περιορισμό (7) έχουμε:

120 Λύνοντας ως προς παίρνουμε: 9 Η αρχική θέση της ΟΠΥΕ είναι στα 275 MW. Ο προγραμματισμός της αγοράς της συγκεκριμένης ΟΠΥΕ το συγκεκριμένο δεκαπεντάλεπτο διάστημα είναι 206 MW. Η μονάδα στο διάστημα αυτό μπορεί να μειώσει την παραγωγή της κατά 60 MW και επομένως να βρεθεί στα 215 MW. H τιμή της μεταβλητής θα προκύψει 9 MW. Ο ΔΣΜ είναι υποχρεωμένος να ενεργοποιήσει μια ποσότητα ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με την τιμή της μεταβλητής έτσι ώστε η αντίστοιχη εντολή κατανομής που θα εκδοθεί να σέβεται τους περιορισμούς μεταβολής της παραγωγής της μονάδας. Αυτή η ενεργοποίηση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας Υποχρεωτικής Ενεργοποίησης που προηγείται της Εκκαθάρισης RR. Το παράδειγμα που περιγράφηκε παραπάνω φαίνεται και στο σχήμα που ακολουθεί: Σχήμα 69: Παράδειγμα μη τήρησης μέγιστης ικανότητας μείωσης της παραγωγής της ΟΠΥΕ 9 Παράδειγμα 9 Μια ακόμα περίπτωση στην οποία μπορεί να υπάρξει πρόβλημα στους περιορισμούς μεταβολής της παραγωγής είναι αυτή που αναφέρεται παρακάτω. Από τη στιγμή που η Ελλάδα θα συμμετέχει στο πρόγραμμα TERRE και μετά, η διαδικασία Εκκαθάρισης RR θα πραγματοποιείται κεντρικά από έναν κοινό αλγόριθμο εκκαθάρισης για όλες τις χώρες που συμμετέχουν στο πρόγραμμα. Στις οδηγίες που έχουν δοθεί μέχρι στιγμής [1], αναφέρεται ότι στο κεντρικό μοντέλο της Εκκαθάρισης RR που θα επιλύεται κάθε ώρα δεν θα συμπεριλαμβάνονται περιορισμοί που αφορούν τη μεταβολή της παραγωγής των μονάδων. Για αυτό το λόγο και στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 2 δεν συμπεριλήφθηκαν αυτού του τύπου οι περιορισμοί. Εφόσον δεν συμπεριλαμβάνονται αυτοί οι περιορισμοί, είναι πιθανό κατά τη διάρκεια μιας ώρας (τεσσάρων δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων) να ενεργοποιούνται π.χ. μηδενικές ποσότητες ενέργειας εξισορρόπησης RR κατά τη διάρκεια των τριών πρώτων δεκαπενταλέπτων διαστημάτων και να ενεργοποιείται η μέγιστη προσφερόμενη ποσότητα 110

121 στο τέταρτο δεκαπεντάλεπτο. Όπως γίνεται εμφανές και στο παράδειγμα που ακολουθεί, η προαναφερθείσα περίπτωση θα οδηγήσει σε παραβίαση της ικανότητας μεταβολής της παραγωγής της ΟΠΥΕ. Ως παράδειγμα αναφέρεται η περίπτωση της ΟΠΥΕ 12 κατά τη διάρκεια της δέκατης όγδοης ώρας (18) της ημέρας. Τα χαρακτηριστικά της μονάδας τη συγκεκριμένη ώρα είναι τα εξής: Από τα χαρακτηριστικά της ΟΠΥΕ βλέπουμε ότι αρχικά βρίσκεται στα 154 ΜW και έχει την δυνατότητα να αυξήσει την παραγωγή της κατά μεταξύ των τεσσάρων δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων της ώρας. Όμως, τα αποτελέσματα του μοντέλου της Εκκαθάρισης RR δίνουν ότι η ΟΠΥΕ δεν ενεργοποιεί καθόλου ανοδικές ποσότητες ενέργειας εξισορρόπησης RR κατά τη διάρκεια των τριών πρώτων δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων και στο τέταρτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της ώρας ενεργοποιεί MW ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR γεγονός που παραβιάζει την μέγιστη δυνατότητα αύξησης της παραγωγής της. Το παράδειγμα που περιγράφηκε παραπάνω φαίνεται και στο σχήμα που ακολουθεί: Σχήμα 70: Παράδειγμα μη τήρησης περιορισμών αύξησης παραγωγής από την Εκκαθάριση RR Η λύση που προτείνεται για την αντιμετώπιση του προβλήματος που εμφανίστηκε παραπάνω είναι η προσθήκη στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR, επιπροσθέτως από τις μέχρι τώρα οδηγίες του προγράμματος TERRE, των παρακάτω περιορισμών μεταβολής της παραγωγής: 111

122 RRup RRdn Bit Quantitk Quantitk Ait i I, t 1 k K k K Όπου: RRup RRdn it i it it it it A 15 RU InstructedMW MS Mand Mand i I, t 1 0 RRup RRdn it i it it it it B 15 RD InstructedMW MS Mand Mand i I, t 1 0 B Quant RRup RRdn RRup RRdn itk Quant Quant it 1k Quant it 1k A k K k K k K k K i I, t 2 Όπου: it itk it RRup RRup RRdn RRdn it i it it 1 it A 15 RU MSit 1 MS Mand Mandit Mandit 1 Mand Bit 15 RDi MSit 1 MS it i I, t 2 RRup RRup RRdn RRdn it Mand it 1 Mand it Mand it 1 Mand i I, t 2 Τα αποτελέσματα της Εκκαθάρισης RR εφόσον συμπεριληφθούν οι παραπάνω εξισώσεις δίνουν ότι κατά τη διάρκεια των δύο πρώτων δεκαπεντάλεπτων διαστημάτων της ώρας δεν θα ενεργοποιηθεί ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR. Κατά τη διάρκεια του τρίτου δεκαπεντάλεπτου διαστήματος θα ενεργοποιηθούν MW ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Τέλος, στο τέταρτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα θα ενεργοποιηθούν MW. Άρα ο περιορισμός αύξησης της παραγωγής της ΟΠΥΕ δεν παραβιάζεται. Σχηματικά η παραπάνω διαδικασία φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα: 112

123 Σχήμα 71: Παράδειγμα τήρησης περιορισμών αύξησης παραγωγής από την Εκκαθάριση RR 4.4 Παραδείγματα ορθής λειτουργίας του μοντέλου Στη συνέχεια δίνονται ορισμένα παραδείγματα τα οποία πιστοποιούν την εύρυθμη λειτουργία του μοντέλου. Παράδειγμα 10 Αρχικά, θα εξεταστεί η ΟΠΥΕ 16 κατά τη διάρκεια του πέμπτου (5) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της δεύτερης ώρας). Τα χαρακτηριστικά της ΟΠΥΕ δίνονται παρακάτω: Τα αποτελέσματα της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR δείχνουν ότι ενεργοποιείται ανοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με 76. Κοιτώντας τα χαρακτηριστικά της ΟΠΥΕ παρατηρούμε ότι σε περίπτωση που δεν συμπεριλαμβανόταν η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR η ανοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης που θα ενεργοποιούνταν θα ήταν ίση με 138. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας τους περιορισμούς του μοντέλου της Προετοιμασίας Προσφορών RR θα δειχτεί που οφείλεται η μείωση της τιμής της ανοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR. 113

124 Από τον περιορισμό (3α) ισχύει: Λύνοντας ως προς προκύπτει: Από τον περιορισμό (6) ισχύει: Λύνοντας ως προς προκύπτει: Επομένως, η προσφερόμενη ποσότητα μειώνεται λόγω του περιορισμού μεταβολής της παραγωγής της ΟΠΥΕ. Η παραπάνω μαθηματική ανάλυση φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα: Σχήμα 72: Παράδειγμα ανοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR Παράδειγμα 11 Στη συνέχεια, θα εξεταστεί η ΟΠΥΕ 3 κατά τη διάρκεια του πεντηκοστού τρίτου (53) δεκαπεντάλεπτου διαστήματος της ημέρας (πρώτο δεκαπεντάλεπτο διάστημα της δέκατης τέταρτης (14) ώρας). Τα χαρακτηριστικά της ΟΠΥΕ δίνονται παρακάτω:

125 Τα αποτελέσματα της επίλυσης της Προετοιμασίας Προσφορών RR δείχνουν ότι στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR εισάγεται καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης RR ίση με Κοιτώντας τα χαρακτηριστικά της ΟΠΥΕ παρατηρούμε ότι σε περίπτωση που δεν συμπεριλαμβανόταν η διαδικασία της Προετοιμασίας Προσφορών RR η καθοδική προσφορά ενέργειας εξισορρόπησης που θα εισαγόταν στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR θα ήταν ίση με 133. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας τους περιορισμούς του μοντέλου της Προετοιμασίας Προσφορών RR θα δειχτεί που οφείλεται η μείωση της τιμής της καθοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR. Από τον περιορισμό (2α) ισχύει: Λύνοντας ως προς προκύπτει: Από τον περιορισμό (7) ισχύει: Λύνοντας ως προς προκύπτει: Επομένως, η προσφερόμενη ποσότητα μειώνεται λόγω του περιορισμού μεταβολής της παραγωγής της ΟΠΥΕ. Η παραπάνω μαθηματική ανάλυση φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα: Σχήμα 73: Παράδειγμα καθοδικής προσφοράς ενέργειας εξισορρόπησης RR 115

126 4.5 Λοιπά συγκεντρωτικά διαγράμματα Στο διάγραμμα που ακολουθεί παρουσιάζεται για το διάστημα μιας ημέρας η διαφορά μεταξύ των προσφορών ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR που εισάγονται στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR και των ποσοτήτων ανοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR που τελικά εκκαθαρίζονται από το μοντέλο. Ως παράδειγμα αναφέρεται η ΟΠΥΕ Ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR Προσφορές που εισάγονται στην Εκκαθάριση RR Ποσότητες που ενεργοποιούνται από την Εκκαθάριση RR Σχήμα 74: Σύγκριση μεταξύ ανοδικών προσφορών που εισάγονται και ποσοτήτων που εκκαθαρίζονται στην Εκκαθάριση RR (ΟΠΥΕ 12) Στη συνέχεια δίνεται το αντίστοιχο διάγραμμα που αφορά τις καθοδικές προσφορές ενέργειας εξισορρόπησης RR που εισάγονται στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR και τις ποσότητες καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης που τελικά ενεργοποιούνται από το μοντέλο αυτό. Ως παράδειγμα αναφέρεται η ΟΠΥΕ

127 Καθοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR Προσφορές που εισάγονται στην Εκκαθάριση RR Ποσότητες που ενεργοποιούνται από την Εκκαθάριση RR Σχήμα 75:Σύγκριση μεταξύ καθοδικών προσφορών που εισάγονται και ποσοτήτων που εκκαθαρίζονται στην Εκκαθάριση RR (ΟΠΥΕ 15) 4.6 Οικονομική σύγκριση υλοποίησης ξεχωριστών μοντέλων Προετοιμασίας Προσφορών RR και Εκκαθάρισης RR έναντι υλοποίησης ενός ενιαίου μοντέλου Εκκαθάρισης RR Στο ακόλουθο διάγραμμα παρουσιάζεται η σύγκριση του ωριαίου κόστους στην περίπτωση που η ΑΕΠΧ υλοποιείται με τη χρήση δύο ξεχωριστών μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) όπως περιγράφηκε στο Κεφάλαιο 2, σε σχέση με την περίπτωση όπου η ΑΕΠΧ υλοποιείται ως ένα ενιαίο μοντέλο Εκκαθάρισης RR. Παρατηρώντας το διάγραμμα φαίνεται ότι σε γενικές γραμμές το κόστος είναι περίπου το ίδιο. Επομένως, η περίπτωση μοντελοποίησης της ΑΕΠΧ με χρήση δύο μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) προσεγγίζει σε ικανοποιητικό βαθμό την βέλτιστη περίπτωση που θεωρείται ότι είναι το ενιαίο μοντέλο Εκκαθάρισης RR που συμπεριλαμβάνει τους λειτουργικούς περιορισμούς. Πολύ μικρές διαφορές στις τιμές παρουσιάζονται κατά τις ώρες 8, 18, 19. Παρακάτω για την κάθε ώρα ξεχωριστά αναλύονται οι αιτίες που συμβαίνει αυτό. 8 η ώρα Αρχικά, τονίζεται ότι είτε στην περίπτωση υλοποίησης της ΑΕΠΧ είτε με τη χρήση των μοντέλων της Προετοιμασίας Προσφορών RR Εκκαθάρισης RR είτε με τη χρήση ενός ενιαίου μοντέλου Εκκαθάρισης RR το φορτίο που πρέπει να καλυφθεί κάθε στιγμή παραμένει ίδιο. Στην περίπτωση χρήσης των δύο ξεχωριστών μοντέλων, η διαδικασία Υποχρεωτικής / Ενεργοποίησης επιτάσσει ότι σε περίπτωση που οι μεταβλητές είναι 117

128 διάφορες του μηδενός για κάποια ΟΠΥΕ σε κάποια συγκεκριμένη χρονική στιγμή πρέπει υποχρεωτικά η συγκεκριμένη ΟΠΥΕ να ενεργοποιήσει αυτήν την ποσότητα ανοδικής / καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Ενδεχομένως, η ποσότητα που θα ενεργοποιηθεί να μην είναι η βέλτιστη οικονομικά με την έννοια ότι θα μπορούσε να καλυφθεί από άλλες ΟΠΥΕ που έχουν υποβάλλει καλύτερη οικονομική προσφορά και βρίσκονται σε φάση κατανομής. Αυτό συμβαίνει στην περίπτωση του ενιαίου μοντέλου Εκκαθάρισης RR και αυτός είναι ο λόγος που για την συγκεκριμένη ώρα η χρήση των δύο μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) προκύπτει ελάχιστα ακριβότερη σε σχέση με το ενιαίο μοντέλο Εκκαθάρισης RR. 18 η ώρα Η διαφορά των δύο τιμών που παρατηρείται κατά την 18 η ώρα οφείλεται στο γεγονός ότι στην περίπτωση μοντελοποίησης της αγοράς πραγματικού χρόνου με τη χρήση των δύο μοντέλων (Προετοιμασία Προσφορών RR και Εκκαθάριση RR) στο μοντέλο της Εκκαθάρισης RR δεν συμπεριλαμβάνονται οι λειτουργικοί περιορισμοί των ΟΠΥΕ με αποτέλεσμα να υπάρχει η πιθανότητα παραβίασης της μέγιστης δυνατότητας αύξησης της παραγωγής τους. Σχήμα 76: Παράδειγμα διαφοροποίησης κόστους Στο 71 ο δεκαπεντάλεπτο διάστημα υπάρχει η ανάγκη για ενεργοποίηση μόνο καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης RR. Το ενιαίο μοντέλο Eκκαθάρισης RR όμως, επειδή λαμβάνει υπόψιν τους λειτουργικούς περιορισμούς των ΟΠΥΕ, καλείται να ενεργοποιήσει και ανοδική ενέργεια εξισορρόπησης RR προκειμένου να μην παραβιαστεί η ικανότητα αύξησης της παραγωγής των ΟΠΥΕ 12, 13 κατά το 72 ο δεκαπεντάλεπτο διάστημα. Αυτός είναι και ο λόγος που παρατηρείται μια μικρή διαφορά στις τιμές του παρακάτω σχήματος. Τονίζεται ότι στην περίπτωση του ενιαίου μοντέλου Εκκαθάρισης RR η ποσότητα καθοδικής ενέργειας εξισορρόπησης που θα ενεργοποιηθεί θα είναι μεγαλύτερη από ότι στην 118