WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

– прогнозируемая цена электроэнергии на рынке на сутки вперед (случайная величина) в интервале t, руб./МВтч; – количество электроэнергии, которое ЭСО предполагает закупить на рынке на сутки вперед в интервале t и поставить конечным потребителям, МВтч; – количество электроэнергии, которое предполагает получить ЭСО по СДД и продать на рынке на сутки вперед в интервале t, МВтч; – планируемый ЭСО объем продажи электроэнергии конечным потребителям в интервале времени t, МВтч.

Считается, что для каждого интервала t известна розничная цена, по которой ЭСО будет продавать электроэнергию конечным потребителям. На практике при прогнозировании цены необходимо учитывать ее зависимость от (трансляция цен с ОРЭ на розничный рынок).

Сбытовая организация при планировании СДД максимизирует свою ожидаемую прибыль:

, (1)

где Е – символ математического ожидания.

Пусть – количество электроэнергии, которое ЭСО предполагает получить по СДД и продать конечным потребителям в интервале t, МВтч. Тогда справедливо выражение. Количество электроэнергии, которое ЭСО предполагает получить по СДД в интервале t.

Поскольку стоимость J для рассматриваемого договора постоянна максимизация прибыли равнозначна максимизации ожидаемой выручки от продаж на рынке на сутки вперед и потребительском рынке:

(2)

с соблюдением ограничений:

а) по суммарному размеру договора: (3)

б) по продажам конечным потребителям:

; (4)

в) по размеру поставок в рамках договора в отдельных интервалах времени:

, (5)

где – предельные объемы поставок по СДД в интервале t, МВтч. Предельные значения могут быть определены сторонами договора, системным оператором или регулирующим органом;

г) по закупкам электроэнергии с рынка на сутки вперед:

, (6)

где – максимальный объем закупки электроэнергии с рынка на сутки вперед в интервале t, МВтч;

д) по продажам электроэнергии на рынок на сутки вперед:

, (7)

где – максимальный объем продажи электроэнергии на рынок на сутки вперед в интервале t, МВтч;

е) в рамках отечественного рынка на сутки вперед не предусмотрена возможность одновременной покупки и продажи электроэнергии одним субъектом. Для выполнения этого условия вводится дополнительное ограничение:

(8)

ж) на неотрицательность переменных:

. (9)

Распределение объемов покупок и продаж электроэнергии конкурентной энергосбытовой организацией представлено на рис.1.

После решения оптимизационной задачи (2)-(9) конкурентная энергосбытовая организация по найденным переменным и определяет график поставок электроэнергии по СДД и предлагает его генерирующей компании – партнеру по заключаемому СДД.

В рамках рынка на сутки вперед ГК может продавать произведенную ею электроэнергию, а также покупать электроэнергию для обеспечения поставок по СДД. Для получения наибольшей собственной прибыли компания должна спланировать производство и выработать стратегию участия в рынке на сутки вперед с учетом поставки электроэнергии в рамках СДД. Кроме этого, генерирующая компания должна оценить приемлемую для себя стоимость договора J при условии, что она будет следовать предложенному ЭСО графику поставок. Для этого ей необходимо решить следующую оптимизационную задачу.

Пусть – объем электроэнергии, который ГК предполагает выработать и поставить в рамках СДД в интервале t, МВтч; – объем электроэнергии, который ГК предполагает выработать и продать на рынке на сутки вперед в интервале t, МВтч. Тогда суммарная предполагаемая выработка электроэнергии ГК в интервале t 2, МВтч.

Пусть – объем электроэнергии, который ГК предполагает закупить на рынке на сутки вперед и поставить в рамках СДД, МВтч. Тогда объем поставки по СДД в интервале t, МВтч.

Считается, что для каждого интервала t генерирующая компания знает свою затратную характеристику, отражающую издержки на производство в зависимости от объема выработанной электроэнергии. Характеристика строится с учетом оптимального состава работающих генерирующих агрегатов.

Поведение генерирующей компании определяется максимизацией своей прибыли от одновременного участия в рынке на сутки вперед и в отношениях по СДД:

. (10)

С учетом постоянства J последнее выражение может быть заменено на:

(11)

с соблюдением ограничений (6)-(8) и ограничений:

а) по выработке электроэнергии в каждом интервале:

, (12)

где – нижнее и верхнее предельные значения выработки электроэнергии в интервале t, МВтч;

б) по размеру поставок в рамках договора в отдельных интервалах:

, (13)

где – заданная графиком поставок величина для интервала t;

в) на неотрицательность переменных:

. (14)

Распределение объемов производства, покупок и продаж электроэнергии генерирующей компанией представлено на рис.2.

Для принятия решения о заключении СДД его партнерам необходимо знать приемлемые значения стоимости договора J в зависимости от различных значений объема V. Зависимость J(V) может быть построена каждым из партнеров, основываясь на принципе нулевой прибыли. Зависимости J(V) полезны при ведении переговоров об основных параметрах договора.

В задачах (2)-(9) и (6)-(8), (11)-(14) представлено планирование одного свободного двустороннего договора. Однако участники ОРЭ могут заключать большее количество СДД с целью получения дополнительной прибыли, для обеспечения требуемого объема поставок электроэнергии и по другим причинам. При увеличении числа планируемых СДД увеличивается число переменных в оптимизационной задаче, появляются дополнительные ограничения. В диссертации разработаны оптимизационные модели одновременного планирования участником ОРЭ (как поставщиком так и потребителем) нескольких договоров типа I и типа II и их возможных сочетаний.

Во второй главе рассматривается учет ограничений по работе энергосистемы и выплат за использование услуг инфраструктурных организаций оптового рынка электроэнергии при планировании СДД.

Возможна ситуация, когда участники СДД спланируют договор с параметрами, которые будут недопустимы по техническим условиям. Чтобы избежать этого в представленной работе предлагается учитывать системные ограничения на производство, транспортировку и потребление электроэнергии, а также потери электроэнергии при ее передаче. При планировании СДД на период, для которого составляется почасовой график поставок, моделируются прогнозируемые установившиеся режимы работы энергосистемы. Считается, что внутри часового интервала параметры электрического режима остаются неизменными.

Для того чтобы планируемые часовые объемы поставок отвечали требованиям допустимости режимов работы энергосистемы в будущем, в постановку задачи (2)-(9) введены дополнительные ограничения:

а) по балансу активной электроэнергии для i-го узла расчетной модели в t-ый час в соответствии с I законом Кирхгофа:

(15)

где Ri – множество номеров узлов, связанных с i-ым, Z – число узлов в энергосистеме; – прогнозируемая величина объема потребления электроэнергии потребителем (заявляемая им) в i-м узле энергосистемы, МВтч3

; – переток электроэнергии по связи i-j в направлении от узла i к узлу j, МВтч; – переток электроэнергии по связи i-j в направлении от узла j к узлу i, МВтч; – величина планируемого объема производства электроэнергии генерирующей компанией или отдельной электростанцией в i-м узле; – потери электроэнергии по связи i-j в долях от МВтч.

В выражении (15) и ниже для i-ых узлов, в которых отсутствует генерация электроэнергии. Аналогично для i-ых узлов, в которых отсутствует потребление ;

б) по пропускной способности участков сети:

(16)

(17)

где, – соответственно минимальное и максимальное значения перетока электроэнергии между узлами i и j, МВтч;

в) по объемам генерируемой электроэнергии в узлах:

(18)

где – верхний и нижний пределы по генерации в i-м узле, МВтч;

г) по объемам потребления электроэнергии конечными потребителями, которых обслуживает рассматриваемая ЭСО, планирующая СДД:

, (19)

где Rs – множество номеров узлов, в которых ЭСО, планирующая СДД, приобретает электроэнергию;

д) при моделировании установившихся режимов считается, что по связи i-j не могут одновременно протекать перетоки и. Для выполнения этого условия вводятся дополнительные ограничения на перетоки электроэнергии для связей i-j:

(20)

е) на неотрицательность переменных:

(21)

Максимум (2) при учете ограничений по работе энергосистемы определяется по переменным

Для того чтобы планируемые ГК часовые объемы поставок обеспечивали допустимость прогнозируемого режима работы энергосистемы в постановку задачи (6)-(8), (11)-(14) вводятся дополнительные ограничения (15)-(18), (20). Кроме того, должны выполняться ограничения:

, (22)

(23)

, (24)

где Rm – множество номеров узлов, в которых ГК, планирующая СДД, вырабатывает электроэнергию.

Также в задаче планирования СДД генерирующей компанией должно выполняться ограничение на неотрицательность переменных:

(25)

Максимум (11) определяется по переменным

Дополнительные ограничения (15)-(25) предлагается учитывать только при определении почасового графика поставок. При планировании СДД на более длительных интервалах времени (месяц, квартал) учет системных ограничений обеспечивается за счет рассмотрения прогнозных балансов выработки и потребления электроэнергии. В этом случае учитывается следующее ограничение:

, (26)

где – норматив (коэффициент), определяющий долю нагрузочных потерь в сетях в i-м узле энергосистемы в зависимости от. Дополнительно при планировании СДД на длительных интервалах времени также должны учитываться ограничения (18), (19), (22)-(24).

Рассмотрен учет издержек участников ОРЭ по оплате услуг инфраструктурных организаций при планировании СДД с использованием установленных тарифов и нормативов потерь. При этом целевая функция (2) в задаче планирования поставок имеет вид:

(27)

где [руб./МВтч] – ставка тарифа на услугу НП «АТС», установленная федеральным органом исполнительной власти по регулированию естественных монополий – ФСТ России; [руб./МВтч] – ставка тарифа на услугу ЗАО «ЦФР», установленная Наблюдательным советом НП «АТС»; – норматив (коэффициент), определяющий долю нагрузочных потерь в сетях, к которым присоединена группа точек потребления покупателя, от объема поставки электроэнергии по СДД; [руб./МВтч] – ставка тарифа на оплату потерь в ЕЭС. Максимум (27) определяется по переменным с учетом ограничений (3)-(8), (15)-(21).

Для ГК целевая функция (11) имеет вид:

. (28)

Максимум (28) определяется по переменным с учетом ограничений (6)-(8), (12), (13), (15)-(18), (22)-(25).

В третьей главе описываются алгоритм и программная реализация планирования СДД, основанные на адаптации метода стохастического динамического программирования (ДП) для решения этой задачи. Выбор этого метода обусловлен тем, что его использование позволяет решать многоразмерные, многоинтервальные оптимизационные задачи. При планировании СДД вместо решения единой задачи для всего периода действия договора последовательно решаются частные задачи на отдельных временных интервалах t.

Для планирования СДД предложено использование метода функциональных уравнений, описанного в теории динамического программирования. Сложность применения функциональных уравнений для решения практических задач объясняется сложностью их аналитического выражения. Для реализации метода функциональных уравнений при планировании СДД использован прием предварительного построения функций будущей выручки (ФБВ). Эти функции, определяют выручку, получаемую за период, начиная от конца рассматриваемого интервала до завершения периода действия СДД. Для построения функций будущей выручки для каждого временного интервала задается несколько предположительных (возможных) значений оставшейся части суммарного объема поставки по СДД. Для каждого заданного значения решается оптимизационная задача с определением математического ожидания возможного значения получаемой выручки. По полученным данным определяются аналитические выражения функций будущей выручки как зависимости выручек от возможных значений оставшейся части суммарного объема договора.

Выражения функций будущей выручки определяются на первом вспомогательном этапе решения задачи – при обратном ходе вычислений, идя от последнего интервала к первому. На втором этапе решения задачи – прямом ходе используются полученные ранее выражения ФБВ.

Принцип построения функций будущей выручки на обратном ходе решения задачи планирования СДД показан на рис.3. (слева). Использование функциональных уравнений на прямом ходе решения задачи показано на рис.3 (справа).

Рис.3. Формирование ФБВ на обратном ходе и их использование на прямом ходе решения задачи.

Разработан алгоритм реализации метода стохастического динамического программирования с построением функций будущей выручки. Решение оптимизационной задачи (2)-(9) для планирования СДД типа I конкурентной энергосбытовой организацией с помощью метода стохастического динамического программирования заключается в следующем.

Первый этап – обратный ход. Цель этапа – построение ФБВ для интервалов t = 2, …, N.

В рамках этапа:

1. Вводятся исходные данные задачи: условия ограничений (3)-(9) и прогноз цен на рынке на сутки вперед.

2. Вводятся дополнительные переменные (рис.3, справа), отражающие объем поставок электроэнергии по СДД после завершения интервала t. На последнем интервале tN, переменная.

3. Для каждого интервала t, кроме первого, задается несколько предположительных значений поставленного объема электроэнергии на начало рассматриваемого временного интервала. Эти предположительные значения называются состояниями договора на начало интервала t (рис.3, слева).

4. Для учета случайной величины цены электроэнергии на рынке на сутки вперед для каждого значения состояния договора на каждом временном интервале t задаются m дискретных ценовых уровней (сценариев) с предположительной вероятностью появления каждого уровня в интервале t.

5. Для последнего интервала tN определяется значение целевой функции:

. (29)

Функция будущей выручки для последнего интервала равна нулю.

Задача решается для каждого предположительного состояния договора для интервала tN c соблюдением ограничения по суммарному размеру договора: и ограничений (4)-(9). Максимум (29) определяется по переменным.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»