Актуальность темы. Проведение реформ в электроэнергетике требует изменений в методах управления функционированием и развитием электроэнергетической системы как большой единой технической системой.
Развитие рыночных взаимоотношений предполагает создание конкуренции между участниками, в результате чего поставщики и покупатели будут бороться между собой за возможность продавать и покупать электроэнергию и системные услуги. Это позволит оператору системы планировать деятельность по управлению системой и обеспечению её надежности, опираясь на экономическое стимулирование, а не на административный ресурс. В целях развития ЕЭС, повышения инвестиционной привлекательности отрасли, всем участникам рынка необходимо получать ясные рыночные сигналы. Процесс стратегического планирования должен опираться на прозрачные алгоритмы. Всем участникам процесса производства, транспорта, распределения и потребления электрической энергии необходимо иметь чёткое представление о механизмах принятия тех или иных решений. Это требует пересмотра существующих технологий планирования работы ЕЭС, так как появляются новые задачи и изменяются требования к уже имеющимся.
Известно, что надёжное функционирование ЭЭС невозможно без резервов генерирующих мощностей. В настоящее время при выборе поставщиков резерва Системный оператор ЕЭС опирается на эмпирические значения количества необходимого резерва и проходит многоступенчатую процедуру, состоящую из предварительного выбора состава включенного оборудования, предоставляющего необходимый резерв по прогнозу на недельном интервале, рынка на сутки вперед, уточняющего потребление и производство и, по остаточному принципу, определяющему поставщиков резерва, и, собственно, саму процедуру задействования резерва по очевидным техническим причинам, но неочевидной экономической эффективности. В этот момент возникает конфликт интересов Системного оператора и участника рынка: последний считает компенсацию за произведенное регулирование неэффективной. При использовании такого подхода не гарантируется оптимальность получаемого решения и максимум функции общественного благосостояния.
В рыночных условиях при одновременном решении задач обеспечения надежности и увеличения экономической эффективности функционирования ЕЭС необходимо учитывать условия увеличения конкуренции, такие как прозрачность и оптимальность принятия решений, влияющие на доходы и расходы участников. Таким образом становится актуальной разработка нового алгоритма одновременного конкурентного отбора поставщиков энергии и поставщиков системных услуг.
В настоящей работе предложена модель одновременной оптимизации рынков энергии и резервов и механизм формирования резерва, базирующийся на данной модели. На основе предложенной модели в работе рассматривается вопрос поиска оптимального уровня участия генерирующей компании в различных видах рынка, определения уровня ценовых заявок на аукционы и цен в двусторонних договорах поставки электрической энергии и резервов.
Развитие ЭЭС производится на основе долгосрочных планов и стратегий. В качестве
одного из механизмов их формирования предложено использование системы
двусторонних договоров, поскольку данный вид договорных отношений оказывает
непосредственное влияние на процедуры долгосрочного планирования. При наличии
двусторонних договоров Системный оператор может более точно и мотивированно
принимать решения об отклонении или удовлетворении заявок на ремонты и отключения, планировать электрические и энергетические режимы, учитывать иные аспекты работы энергетического комплекса. В работе исследуется исполнение двусторонних договоров. В существующей в нашей стране модели рынка для обеспечения их исполнения поставщик и потребитель вынуждены подавать ценопринимающие заявки в рынок «на сутки вперед». Такой механизм приводит к дискриминации некоторых поставщиков, которые вынуждены одну, а то и все ступени своей ценовой заявки на РСВ тратить на гарантирование исполнения двусторонних договоров. Кроме того, объем двустороннего договора никак не учитывает его исполнимость в данных условиях топологии на конкретный час суток. Отсюда следует, что необходима разработка метода и алгоритма хеджирования рисков участников долгосрочного рынка двусторонних договоров, возникающих при их исполнении.
Все вышесказанное определяет актуальность решения проблемы моделирования комплексной стратегии участия генерирующей компании в обеспечении системной надежности в условиях развития рыночных отношений.
Цель работы: разработка математической модели комплексной стратегии саморегулирования генерирующей компании для обеспечения достаточного резервирования в условиях развития рыночных отношений при ограниченном количестве участников.
При реализации поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Предложена модель обеспечения стабильности в долгосрочной системе планирования энергетического баланса с использованием механизма заключения долгосрочных двусторонних договоров, выявлены риски данного механизма, разработаны способы их хеджирования.
2. Рассмотрен механизм определения поставщиков необходимого резерва мощности посредством процедуры одновременной оптимизации рынка на сутки вперед и рынка резервов.
Научная новизна.
В ходе работы получены следующие новые результаты:
1. Произведен анализ новых рыночных условий и механизмов, влияющих на организацию управления электроэнергетической системой как большой технической системой.
2. Разработана комплексная модель процессов участия генерирующей компании в обеспечении системной надежности и операционной устойчивости посредством участия в различных этапах и видах рынков.
3. Предложены способы и алгоритм обеспечения саморегулирования генерирующих компаний в вопросах предоставления необходимого резерва генерирующих мощностей как альтернатива применению административного воздействия.
4. Представлены и учтены в модели финансовые инструменты, существенным образом влияющие на принимаемые решения в части обеспечения системной надежности.
Практическая ценность. Практическая полезность работы состоит в предложении принципиально нового механизма повышения операционной надежности электроэнергетической системы за счет внедрения саморегулирования на рынке дополнительных системных услуг, обеспечивающего достаточную мотивацию участникам рынка для предоставления необходимого уровня резервирования Системному оператору ЕЭС.
Достоверность результатов работы. Обоснованность и достоверность научных положений, теоретических выводов, результатов и рекомендаций подтверждается расчетными экспериментами.
Апробация работы. Полученные результаты исследования и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:
• Пятая научно-практическая конференция с международным участием «Функционирование и развитие рынков электроэнергии, тепловой энергии и газа», Киев, Украина, 2007 г.;
• Пятая международная научно-практическая конференция «Хортица - 2007», Запорожье, Украина, 2007 г.;
• Международная научно-практическая конференция «Энергетические рынки: Информационные технологии и системы измерений-2008», Феодосия, Украина, 2008 г.;
• Шестая научно-практическая конференция с международным участием «Функционирование и развитие рынков электроэнергии, тепловой энергии и газа», Киев, Украина, 2008 г.;
• 2008 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Cambridge, United Kingdom, 2008 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 1 работа [10] в реферируемых изданиях ВАК.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и одного приложения. Объем работы составляет 134 страницы основного текста, 26 рисунков, 14 таблиц и список литературы из 70 наименований.
1. Произведен анализ новых рыночных условий и механизмов, влияющих на организацию управления электроэнергетической системой как большой технической системой.
2. Продемонстрирована процедура определения оптимальной работы системы с точки зрения оператора данной системы. Выделены и описаны принципы, которые необходимо учитывать при моделировании оптимальной стратегии генерирующей компании, желающей участвовать в рынке постоянно и стабильно.
3. Разработана комплексная модель процессов участия генерирующей компании в обеспечении системной надежности и операционной устойчивости посредством участия в различных этапах и видах рынков. Полученная модель позволяет участнику рынка при наличии качественных прогнозов выступать на рынке с максимальной долгосрочной эффективностью.
4. Предложены способы и алгоритм обеспечения саморегулирования генерирующих компаний в вопросах предоставления необходимого резерва генерирующих мощностей как альтернатива применению административного воздействия.
5. Представлены и учтены в разработанной модели финансовые инструменты, существенным образом влияющие на принимаемые решения в части обеспечения системной надежности. В частности проведено моделирование применения финансовых прав на передачу для обеспечения исполнения двусторонних договоров на поставку электрической энергии.
6. Экспериментально показана жизнеспособность, реализуемость и адекватность предлагаемой модели и способа (алгоритма) ее решения. Проведено моделирование некоторых аспектов предлагаемой модели с последующим тестированием на реальных схемах. Показано улучшение получаемых финансовых результатов по сравнению с реально полученными на тот момент показателями.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
