Οργάνωση της Ελληνικής Χονδρεμπορικής Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Αναστάσιος Γ. Μπακιρτζής Καθηγητής Α.Π.Θ. Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Συνέδριο ΤΕΕ «Ενέργεια: Ε έ Σημερινή Εικόνα Σχεδιασμός - Προοπτικές» Αθήνα, Τρίτη 9 Μαρτίου 2010 1
Περίληψη Εισήγησης Οργάνωση Ελληνικής Χονδρεμπορικής Αγοράς Η.Ε. Το Σύστημα Διπλής Διευθέτησης Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός (Η.Ε.Π.) Ε Π και υπολογισμός Οριακής Τιμής Συστήματος (Ο.Τ.Σ.) Οργάνωση Η.Ε.Π. ως Χρηματιστήριο Ενέργειας και Οργάνωση Η.Ε.Π. ως Κοινοπραξία Εκκαθάριση Αποκλίσεων και Οριακή Τιμή Αποκλίσεων Ιστορικό Επίλυσης Η.Ε.Π. στην Ελλάδα Μια ματιά στο μέλλον 2
Οργάνωση Ελληνικής Χονδρεμπορικής Αγοράς ΗΕ Αγορά Ισχύος (Capacity Market) Σύστημα διπλής διευθέτησης Μηχανισμός Διασφάλισης Επαρκούς Ισχύος Αποδεικτικά Διαθεσιμότητας Ισχύος (Α.Δ.Ι.) Αγορά Επόμενης Ημέρας (Day-Ahead Market) Προθεσμιακή Αγορά Ενέργειας για φυσική παράδοση την Επόμενη Ημέρα μρ «Ημέρα Κατανομής» (σε συγκεκριμένη ώρα -«περίοδος κατανομής») Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός (Η.Ε.Π.) Οριακή Τιμή Συστήματος (Ο.Τ.Σ.) Αγορά Πραγματικού Χρόνου (Real-Time Market) Κατανομή σε Πραγματικό Χρόνο και Εκκαθάριση Αποκλίσεων Οριακή Τιμή Αποκλίσεων (Ο.Τ.Α.) 3
Το Σύστημα Διπλής Διευθέτησης Σύμβολο Περιγραφή P 1 Οριακή Τιμή Συστήματος (ΟΤΣ) για Περίοδο Κατανομής t, σε [ /MWh] Q 1 Ποσότητα Ενέργειας σε [MWh] από Προσφορά Έγχυσης Μονάδας, όπως εντάχθηκε στον ΗΕΠ για Περίοδο Κατανομής t P 0 Οριακή Τιμή Αποκλίσεων (ΟΤΑ) για Περίοδο Κατανομής t, σε [ /MWh] Q 0 Μετρούμενη Ποσότητα Ενέργειας σε [MWh] για έγχυση ενέργειας από Μονάδα για Περίοδο Κατανομής t Q Q 1 0 Απόκλιση 4
Το Σύστημα Διπλής Διευθέτησης Η ενέργεια που παράγει μία Μονάδα σε πραγματικό χρόνο, Q 0 μπορεί να αποκλίνει από την ποσότητα Q 1 που εντάχθηκε στον ΗΕΠ, με τιμή P 1 : Αν Q 0 <Q 1 ο παραγωγός πρέπει να αγοράσει την υπολειπόμενη ενέργεια (Q 1 -Q 0 ) σε πραγματικό χρόνο με τιμή P 0 Αν Q 0 >Q 1 ο παραγωγός πρέπει να πουλήσει την πλεονάζουσα ενέργεια (Q 0 -Q 1 ) σε πραγματικό χρόνο με τιμή P 0 Έσοδα Μονάδας από ΗΕΠ: Q1 P1 Χρέωση / Πληρωμή Απόκλισης: Χρέωση (αν Q 0 <Q 1 ) (Q1 Q 0) P0 Πληρωμή (αν Q 0 >Q 1 ) (Q Q ) P 0 1 0 Συνολικά Έσοδα Μονάδας: Q1 P 1 (Q1 Q 0 ) P0 5
Οργάνωση ΗΕΠ Χρηματιστήριο Ενέργειας Απλές προσφορές Ποσότητας Τιμής: Q [MWh] π [ /MWh] Απλότητα Διαφάνεια Προαιρετική συμμετοχή Κοινοπραξία (Pool) Σύνθετες Προσφορές (Κόστος εκκίνησης, περιορισμοί,.) Πολύπλοκη διαδικασία υπολογισμού τιμής Πρόγραμμα Ένταξης Μονάδων Σύγχρονη εκκαθάριση αγορών ενέργειας και εφεδρειών Περιορισμοί Μονάδων και Συστήματος Μεταφοράς Προβλέπονται αποζημιώσεις για τις μονάδες παραγωγής που λειτουργούν με ζημιά στον ΗΕΠ λόγω περιορισμών Υποχρεωτική Συμμετοχή 6
ΗΕΠ Χρηματιστήριο Ενέργειας Για κάθε ώρα της ημέρας κατανομής (χωριστά): Υποβολή Προσφορών Έγχυσης & Δηλώσεων φορτίου Ταξινόμηση Προσφορών Έγχυσης κατά αύξουσα σειρά (καμπ. Προσφοράς) Ταξινόμηση Δηλώσεων Φορτίου κατά φθίνουσα σειρά (καμπύλη Ζήτησης) Προσδιορισμός ΟΤΣ από τομή καμπυλών Προσφοράς και Ζήτησης Οριακή Τιμή Συστήματος ΟΤΣ [ /ΜWh] Αύξηση της βέλτιστης δαπάνης του ΗΕΠ που προκύπτει από μοναδιαία αύξηση του φορτίου του Συστήματος 7
Δημιουργία Καμπύλης Προσφοράς π 1 [ /MWh] Μονάδα 1 [ /MWh] Μονάδα 2 π 2 40 42 36 32 A1 A2 A3 B1 B2 B3 33 30 100 200 300 Q 1 [MW] 100 200 300 Q 2 [MW] π [ /MWh] Καμπύλη Προσφοράς ρ 42 30 100 200 300 400 500 600 Q τοτ [MW] 8
π 3 [ /MWh] 3000 Δημιουργία Καμπύλης Ζήτησης Εκπρόσωπος Φορτίου 1 π 4 [ /MWh] 3000 Εκπρόσωπος Φορτίου 2 140 90 π [ /MWh] 3000 A1 A2 A3 120 70 B1 B2 B2 B3 200 250 300 Q 3 [MW] 200 250 300 Q 4 [MW] Καμπύλη Ζήτησης 70 200 400 450 500 550 600 Q τοτ [MW] 9
Προσδιορισμός ΟΤΣ (Μη Τιμολογούμενο Φορτίο) Τιμή [ /MWh] 3000 Καμπύλη Ζήτησης Καμπύλη προσφοράς 120 100 ΟΤΣ 55 50 25 4.000 8.000 11.000 Όγκος Συναλλαγών [MWh] Ποσότητα [MW 10 1h]
Προσδιορισμός ΟΤΣ (Τιμολογούμενο Φορτίο) Τιμή [ /MWh] 3000 Καμπύλη Ζήτησης Καμπύλη προσφοράς ΟΤΣ Πλεόνασμα Καταναλωτών 100 50 25 Πλεόνασμα Παραγωγών 4.000 8.000 11.000 Όγκος Συναλλαγών [MWh] Ποσότητα [MW 11 1h]
Επίδραση Αύξησης της Ζήτησης στην ΟΤΣ Τιμή [ /MWh] 3000 Καμπύλη Ζήτησης Καμπύλη προσφοράς 200 ΟΤΣ 100 50 25 4.000 8.000 11.000 Όγκος Συναλλαγών [MWh] Ποσότητα [MW 12 1h]
ΗΕΠ / ΧΕ Μαθηματική Διατύπωση Σκοπός: Ελαχιστοποίηση της συνολικής δαπάνης για την εξυπηρέτηση του φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας Ελαχιστοποίηση: Σ i π i (t) q i (t) Ενεργειακό Ισοζύγιο: Σ i q i (t) = Demand(t) : ΟΤΣ(t) Περιορισμοί μονάδων 0 q i () (t) Q i () (t) αγνοούνται τα τεχνικά ελάχιστα Δεδομένα Προσφορές ποσότητας τιμής: Q i (t) [MWh] π i (t) [ /MWh] Αποτελέσματα Ποσότητες εντασσόμενες στον ΗΕΠ: q i (t) [MWh] ΟΤΣ(t) [ /MWh] επίλυση χωριστά για κάθε ώρα (δεν υπάρχει χρονική σύζευξη) ΗΕΠ και ένταξη μονάδων δομή κόστους μονάδων και οικονομική αποτελεσματικότητα 13
ΗΕΠ - Κοινοπραξία Σκοπός: Ελαχιστοποίηση της συνολικής δαπάνης για την εξυπηρέτηση του φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας υπό όρους καλής και ασφαλούς λειτουργίας του Συστήματος και διασφάλισης επαρκών εφεδρειών Στόχος (για μη τιμολογούμενο φορτίο): Ελαχιστοποίηση Σ i,t π i (t) q i (t) + κόστος εκκίνησης + κόστος εφεδρειών Με περιορισμούς: Ενεργειακό ισοζύγιο Απαιτούμενες εφεδρείες Τεχνικοί περιορισμοί Μονάδων (πχ. τεχν. ελάχιστα, ρυθμοί μεταβολής εξόδου) Περιορισμοί Συστήματος Μεταφοράς ενιαία επίλυση για όλο το 24-ωρο ένταξη μονάδων κεντρικά από Διαχειριστή μείωση ΟΤΣ αποζημιώσεις (λόγω διαχρονικών περιορισμών) 14
Τιμή [ /MWh] 3000 Επίδραση Τεχνικών Ελαχίστων στην ΟΤΣ Χωρίς περιορισμό τεχν. ελαχίστων P min, Γ ΟΤΣ 1 P min, B P min, A A1 A2 A3 Τιμή [ /MWh] Γ1 B1 B2 B3 Όγκος Συναλλαγών [MWh] Γ2 Γ3 Ποσότητα [MW 1h] 3000 Με περιορισμό τεχν. ελαχίστων ΟΤΣ 2 < ΟΤΣ 1 Αποζημίωση ΟΤΣ 2 P min, (A+B+Γ) Όγκος Συναλλαγών [MWh] Ποσότητα [MW 1h] 15
ΗΕΠ στην Ελληνική Χονδρεμπορική Αγορά Η.Ε. Κώδικας Διαχείρισης Συστήματος και Συναλλαγών Ηλεκτρικής Ενέργειας ΦΕΚ Β 655/17-05-2005 10 τροποποιήσεις (19-04-06, 30-06-06, 22-01-07, 30-03-07, 06-09-07, 23-01-08, 21-05-08, 07-05-09, 30-11-09, 30-12-09) Ο ΗΕΠ οργανώνεται ως Κοινοπραξία Ταυτόχρονη βελτιστοποίηση Ενέργειας και Εφεδρειών για όλο το 24-ωρο Προσφορές Έγχυσης / Δηλώσεις Φορτίου Τιμολογούμενες: Ποσότητα Τιμή (μέχρι 10 βαθμίδες) Μη Τιμολογούμενες: Μόνο ποσότητα Προσφορές Εφεδρειών Εφεδρεία πρωτεύουσας ρύθμισης Εύρος δευτερεύουσας ρύθμισης Τεχνικοί περιορισμοί Μονάδων Διαζωνικοί περιορισμοί Συστήματος Μεταφοράς (ΟΤ Παραγωγής ανά Ζώνη) Υποχρεωτική συμμετοχή στον ΗΕΠ Αποζημιώσεις για μονάδες που λειτουργούν με ζημία στον ΗΕΠ 16
Περιορισμός Ελάχιστου Μεταβλητού Κόστους (ΕΜΚ) Η τιμή ενέργειας κάθε βαθμίδας της συνάρτησης Προσφοράς Έγχυσης ΘΜ δεν επιτρέπεται να είναι μικρότερη του Ελάχιστου Μεταβλητού Κόστους (ΕΜΚ) της Μονάδας Εξαιρείται η πρώτη βαθμίδα [30% P max ] Η σταθμισμένη με τις ποσότητες ενέργειας κάθε βαθμίδας μέση τιμή ενέργειας του συνόλου των βαθμίδων της συνάρτησης Προσφοράς Έγχυσης ΘΜ δεν επιτρέπεται να είναι μικρότερη του ΕΜΚ της Μονάδας Τιμή [ /MWh] 150 Σταθμισμένη μέση τιμή ενέργειας ΕΜΚ Καμπύλη Προσφοράς π 1 π 2 π 3 π 4 π 5 π 6 π 7 π 8 π 9 π 7 π 10 30%*P max P max Ποσότητα 17 (MWh)
Εκκαθάριση Αποκλίσεων και Οριακή Τιμή Αποκλίσεων Η Οριακή Τιμή Αποκλίσεων (ΟΤΑ): Υπολογίζεται στα πλαίσια της Διαδικασίας Εκκαθάρισης Αποκλίσεων, εντός 4 ημερών μετά την παρέλευση κάθε Ημέρας Κατανομής Υπολογίζεται κατ αναλογία προς τη μεθοδολογία του Μηχανισμού Επίλυσης ΗΕΠ (υπολογισμός Οριακής Τιμής Συστήματος, ΟΤΣ) Κύρια διαφορά μεταξύ ΟΤΑ και ΟΤΣ: Η ΟΤΑ αναφέρεται στα πραγματικά μεγέθη του Συστήματος Ειδικότερα Για τις Θερμικές Μονάδες υπολογίζεται η Διορθωμένη Μέγιστη Ισχύς, βάσει της Μέγιστης Ισχύος, Δηλώσεων Μη Διαθεσιμότητας, τυχόν μη συμμόρφωσης προς Εντολές Κατανομής και άλλων στοιχείων Διορθώνονται οι ποσότητες ενέργειας των Προσφορών Έγχυσης ώστε να αντιστοιχούν στη Διορθωμένη Μέγιστη Ισχύ Λαμβάνεται υπόψη το πραγματικό φορτίο που απορροφήθηκε 18
Ιστορικό επίλυσης ΗΕΠ στην Ελλάδα (1) έως 12 Ιανουαρίου 2006: μία προσφορά ανά μονάδα για όλη την Ημέρα Κατανομής επίλυση ΗΕΠ ανά Περίοδο Κατανομής (ώρα - ώρα) περιορισμοί τεχνικών ελαχίστων των μονάδων στον ΗΕΠ από 13 Ιανουαρίου 2006: μία προσφορά ανά μονάδα για όλη την Ημέρα Κατανομής επίλυση ΗΕΠ ανά Περίοδο Κατανομής (ώρα - ώρα) κατάργηση περιορισμών τεχνικών ελαχίστων στον ΗΕΠ Αύξηση ΟΤΣ από 1 Απριλίου 2007: ωριαίες προσφορές έγχυσης μονάδων παραγωγής επίλυση ΗΕΠ ανά Περίοδο Κατανομής (ώρα - ώρα) χωρίς περιορισμούς τεχνικών ελαχίστων στον ΗΕΠ, αλλά παρέχεται η δυνατότητα υποβολής προσφορών ρ κάτω του μεταβλητού κόστους για το 30% της διαθέσιμης ισχύος Μείωση ΟΤΣ 19
Ιστορικό επίλυσης ΗΕΠ στην Ελλάδα (2) από 1 Ιανουαρίου 2009 (Τέταρτη Ημέρα Αναφοράς): 24ωρη βελτιστοποίηση ενέργειας και εφεδρειών επίλυση προγράμματος ένταξης μονάδων (unit commitment) προσφορές πρωτεύουσας και δευτερεύουσας εφεδρείας χρήση τεχνικών στοιχείων μονάδων (Τεχνικά Ελάχιστα, ρυθμοί,..) πληρωμή εφεδρειών με χρήση κλείδας επιμερισμού από Πέμπτη Ημέρα Αναφοράς (16 Μαρτίου 2010): επίλυση ΗΕΠ όπως και κατά την Τέταρτη Ημέρα Αναφοράς εκκαθάριση ΗΕΠ για την ενέργεια εκκαθάριση εφεδρειών με βάση τις τιμές μςτου ΗΕΠ και τις ποσότητες εφεδρειών που προσφέρθηκαν σε πραγματικό χρόνο (από 01/07/2010) μεθοδολογία υπολογισμού ΟΤΑ εκκαθάριση αποκλίσεων για την ενέργεια ελεύθερη διαπραγμάτευση ΑΔΙ (από επόμενο έτος αξιοπιστίας) 20
Μια ματιά στο μέλλον (Πάτρα, Φεβρ.. 2009) Σημαντική Μείωση ΟΤΣ το 2009 σε σχέση με το 2008, λόγω: πρόσθετων εγχύσεων από μονάδες (συνήθως ΥΗΣ) που κατανέμονται στο τεχνικό τους ελάχιστο για παροχή εφεδρειών (δεν ορίζουν την ΟΤΣ) μείωσης του φορτίου λόγω ύφεσης αύξησης της καθαρής ικανότητας μεταφοράς (NTC) για εισαγωγές από τις διασυνδέσεις μείωσης διεθνών τιμών πετρελαίου και φυσικού αερίου Αύξηση ΟΤΣ (σε ειδικές συνθήκες) λόγω: συνυπολογισμού των εφεδρειών στον ΗΕΠ, ο οποίος μπορεί να ωθήσει τις τιμές προς τα πάνω σε συνθήκες εξαιρετικά μειωμένου παραγωγικού δυναμικού. 21
Μέση Μηνιαία ΟΤΣ και ΟΤΑ Ιαν 2005 - Ιαν 2010 120 100 SMP EXPIP 80 60 40 20 0 Ιαν-05 Απρ-05 Ιουλ-05 Οκτ-05 Ιαν-06 Απρ-06 Ιουλ-06 Οκτ-06 Ιαν-07 Απρ-07 Ιουλ-07 Οκτ-07 Ιαν-08 Απρ-08 Ιουλ-08 Οκτ-08 Ιαν-09 Απρ-09 Ιουλ-09 Οκτ-09 Ιαν-10 Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ www.desmie.gr 22
Συμπεράσματα α Καρδιά της Ελληνικής Χονδρεμπορικής Αγοράς ΗΕ είναι ο Η.Ε.Π. Ο Η.Ε.Π. στην Ελλάδα οργανώνεται ως Κοινοπραξία Πολυπλοκότητα - Εκπαίδευση προσωπικού παραγόντων αγοράς Στην υπόλοιπη Ευρώπη ο Η.Ε.Π. οργανώνεται ως Χρηματιστήριο Πρέπει να αλλάξει ο τρόπος οργάνωσης του Η.Ε.Π. στην Ελλάδα; Όχι την για τα επόμενα 5 χρόνια: Θετική εμπειρία στις ΒΑ Η.Π.Α. Πιο κοντά στην παραδοσιακή λειτουργία του Συστήματος Αποφυγή κρίσεων σε πραγματικό χρόνο. Αποφυγή κερδοσκοπικών παιχνιδιών σε πραγματικό χρόνο (DEC Game) Κόστος Αλλαγής 23
Ευχαριστώ για την προσοχή σας! 24