РОЗДІЛ 2
ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ В АНАЛІЗІ ПРОЦЕСІВ, ЩО ВІДБУВАЮТЬСЯ НА ЕНЕРГОРИНКУ УКРАЇНИ
2.1. Комплекс економіко-математичних моделей енергоринку України
Період після створення Оптового ринку електроенергії України слід розглядати як становлення нових форм організації енерговиробництва, що вимагає нового інформаційно-технологічного обслуговування суб'єктів ОРЕ, а також нового методичного та програмного забезпечення. У нашому дослідженні за допомогою комплексу економіко-математичних моделей ми опишемо сучасну схему функціонування ОРЕ та виявимо шляхи оптимізації функціонування енергетичних підприємств у рамках цієї схеми.
Оптовий ринок електроенергії України має специфічні властивості, які притаманні складним кібернетичним системам: великі розміри системи, складність поведінки, багатоцільовість, неперервний розвиток у часі і просторі, велику кількість та дискретність нелінійних залежностей, імовірнісний характер параметрів та взаємодій, самоорганізованість (включаючи адаптацію), наявність механізмів зворотних зв'язків, вимоги надійності та стійкості функціонування.
Оптимізація функціонування ОРЕ включає такі задачі:
* аналіз відповідності та достовірності вхідної інформації;
* вибір структури (складу) працюючого обладнання енергосистеми;
* вибір методів, засобів та організаційних форм управління енергосистемою;
* планування експлуатації енергосистеми в різних інтервалах часу;
* аналіз можливих умов експлуатації енергосистеми в цих інтервалах часу;
* коректування плану експлуатації за результатами цього аналізу;
* визначення та створення для розв'язку перерахованих задач інформаційних потоків;
* визначення методів розв'язання задач оптимізації. [84]
Розглянемо участь у ОРЕ n продавців (виробників) та m покупців (постачальників). Кожний виробник електричної енергії повинен надавати Розпоряднику системи розрахунків ОРЕ набір заявлених цін та декларацію щодо робочої потужності до кожного блока на наступну добу. Набір заявлених цін повинен відображати рівень цін, за якими виробник електричної енергії спроможний постачати електроенергію та містити не менше двох та не більше чотирьох монотонно зростаючих прирощених заявлених цін на електроенергію, відпущену в Оптовий ринок (Ці, грн/МВтг, не більше, як з двома знаками після коми), та відповідні їм потужності блока (Рі), які визначають ті рівні генерації, (МВт), при яких відповідні заявлені ціни можуть бути застосовані, де .
Заявка щодо робочої потужності повинна відображати спроможність кожного блока постачати електроенергію в кожний розрахунковий період наступної доби, а саме: для кожного розрахункового періоду наступної доби містити максимальну робочу потужність (Рmaxі) та робочий мінімум потужності (Рminі) у кожному розрахунковому періоді, МВт , де . Набір заявлених цін, з нульовою робочою потужністю, повинен надаватися на всі блоки, що можуть бути пущені протягом 24 годин.
Відповідно, кожен покупець надає прогноз споживання на кожний розрахунковий період наступної доби, а також прогноз добового споживання.
На підставі одержаного прогнозу необхідного покриття та заявок, наданих виробниками електричної енергії по кожному окремому блоку, Розпорядник системи розрахунків повинен розробити заданий графік навантаження для кожного окремого блока в кожному розрахунковому періоді наступної доби.
Для виробників електричної енергії, які працюють за ціновими заявками, Розпорядник системи розрахунків повинен здійснити вибір складу обладнання на розрахунковий період максимального покриття навантаження від найдешевшого до найдорожчого блока за їх питомою вартістю (Спиті) згідно з ціновими пропозиціями, виходячи з таких умов:
якщо Р1і ? Рmaxі < Р2і, то
де Ц12і - точка інтерполяції між Ц1і та Ц2і;
якщо Р1і ? Рmaxі < Р2і, то
де Ц23і - точка інтерполяції між Ц2і та Ц3і;
якщо Р3і ? Рmaxі < Р4і, то
де Ц23і - точка інтерполяції між Ц2і та Ц3і.
При виборі складу обладнання Розпорядник системи розрахунків повинен враховувати також певні технологічні особливості, визначені Правилами Оптового ринку електричної енергії України [102].
Точка перетину цих характеристик вкаже єдину для всіх ціну на електроенергію С* та сумарний обсяг електроенергії Р*. Для кожного і-го продавця ціна С* визначить згідно з його заявкою обсяг його потужності Рі(С*), а для покупця - обсяг купівлі.
Побудова сумарних характеристик є ні чим іншим, як зведенням всіх учасників ринку до двох еквівалентних учасників - продавця з характеристикою пропозиції, що співпадає з сумарною, та покупця з аналогічною характеристикою споживання.
Тому задача зводиться до постановки з одним продавцем та одним покупцем. Конкуренція при декількох продавцях та покупцях проявляється при побудові сумарних заявок на купівлю-продаж, коли в першу чергу завантажуються найбільш економічні виробничі потужності.
Розглянемо деякі аспекти роботи енергетичних підприємств на ОРЕ.
Одним з важливих аспектів є врахування мережі, зокрема втрат та обмежень. Нехай покупець з навантаженням Psj приєднується до мережі у певному вузлі (вважаємо, що у певному вузлі мережі може приєднуватися тільки один споживач). Для спрощення вважаємо, що покупець не має власних генеруючих потужностей. Всю мережу по відношенню до цього вузла можна вважати еквівалентним продавцем. Кожному значенню потужності Psj, що може бути отримана в цьому вузлі, відповідає певна ціна Сj. Ця ціна залежить в загальному випадку від обмежень на пропускну здатність зв'язків, від керованих факторів таких, як розподіл генерованої потужності між електростанціями, рівні напруг в мережі, сукупність яких позначимо вектором V та від потужностей інших споживачів - їх сукупність утворює вектор Psj. Залежність Сj (Psj, Psj, V) в загальному випадку складна і не може бути отримана аналітично. Але вона може бути побудована шляхом обробки даних з досвіду експлуатації, результаті