Seria: ELEK TR Y K A z. 174 N r kol. 1472
M aksym ilian PR ZY G R O D ZK I
ROZPŁYW MOCY A ROZLICZANIE TRANSAKCJI NA RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Streszczenie. W artykule poruszono w ybrane zagadnienia rozliczeń energii elektry
cznej czynnej w w arunkach rynku energii. W szczególności skupiono się na analogiach zachodzących pom iędzy rozw iązyw aniem zadań rozpływ ow ych a rozliczeniam i trans
akcji rynkow ych zw iązanych z obrotem energią elektryczną.
POWER FLOW AND SETTLING TRANSACTIONS ON THE ENERGY MARKET
Sum m ary. The problem o f accounting the energy transactions in energy market condition is presented in the paper. Particularly the analogies occuring between the solving o f pow er flow problem s and the accounting o f m arket transactions (connected w ith energy turnover) is analysed.
1. W STĘP
Prace nad w prow adzeniem konkurencyjnego rynku energii elektrycznej doprowadziły do przyjęcia i w prow adzenia w życie ustaw y Praw o energetyczne [12], P oza ustaw ą wprowa
dzono szereg aktów w ykonaw czych, stanow iących uszczegółow ienie zapisów ustawy, w tym ważnych rozw iązań dla tw orzonego konkurencyjnego rynku energii elektrycznej [6, 7, 8].
G łów nym celem działania konkurencyjnego rynku energii elektrycznej je s t m inim alizacja kosztów produkcji i dostaw energii elektrycznej odbiorcom [9], Realizuje się to poprzez w prow adzenie m echanizm ów konkurencji w zakresie w ytw arzania, obrotu i przesyłu energii elektrycznej. Przedm iotem obrotu na rynku je st energia elektryczna czynna. Rynek energii działa n a dw óch poziom ach: rynku hurtow ego i rynku detalicznego. Zgodnie z przyjętym w Polsce m odelem [5, 9, 10], obrót energią elektryczną na rynku hurtow ym odbyw ać się bę
dzie w trzech podstaw ow ych segmentach:
• na rynku kontraktow ym , w którym obrót energią m a formę kontraktów dw ustronnych, zaw ieranych bezpośrednio pom iędzy uczestnikam i;
• n a rynku giełdow ym , w którym obrót energią m a form ę kontraktów zaw ieranych na G iełdzie Energii, a realizow anych poprzez fizyczną dostaw ę energii w poszczególnych przedziałach godzinow ych;
• n a rynku bilansującym , w którym operator system u przesyłow ego bilansuje różnice pom ię
dzy transakcjam i zaw artym i n a rynku kontraktow ym i rynku giełdow ym a rzeczywistym zapotrzebow aniem n a energię elektryczną.
T ransakcje rynkow e m o g ą m ieć w ięc postać kontraktów lub przepływ ów bilansujących.
Stronam i zaw ieranych transakcji rynkow ych m o g ą być: w ytw órcy, spółki dystrybucyjne, odbiorcy, któ rzy uzyskali praw o do korzystania z usług przesyłow ych [6] oraz przedsię
biorstw a obrotu energią elektryczną.
M ian em p ro c e su ry n k o w e g o nazw ać m o ż n a cy k liczn y proces trw ający od chw ili za
w arcia tran sa k cji aż do je j ro zlicze n ia . W ed łu g [9] w każdym p ro cesie ryn k o w y m w y ró ż
n ia się trzy etapy:
1) przygotow anie, kiedy następuje zaw ieranie kontraktów oraz składanie i bilansow anie ofert kupna i sprzedaży;
2) realizację, kiedy następuje rozdział obciążeń oraz zbilansow anie różnic pom iędzy kontrak
tam i a rze czyw istą p o d ażą i popytem ;
3) rozliczenie, kiedy następuje rozliczanie ilościow e i w artościow e transakcji w poszczegól
nych segm entach rynku.
W niniejszym artykule poruszono problem rozliczeń ilościow ych energii elektrycznej czynnej w ram ach obrotu n a rynku kontraktow ym lub/i giełdow ym oraz na rynku bilan
sującym . Z agadnienie to w ydaje się aktualne ze w zględu n a spodziew any szybki rozwój tych rynków.
2. O PIS Z A D A N IA
M ianem zadania (rozliczeniow ego) przyjęto nazyw ać rozliczenie zrealizow anych trans
akcji. C elem tego zadania je s t określenie ilościow e zrealizow anych transakcji przy znanych w ielkościach w ęzłow ych, zm ierzonych w drugim etapie procesu rynkowego. Z akłada się znajom ość w szystkich inform acji ilościow ych uzyskanych w ram ach etapu pierw szego, tj.
przygotow ania (planow ania). P om ija się natom iast procesy zachodzące w etapie realizacji, gdyż są one ściśle zw iązane z prow adzeniem ruchu system u oraz w szelkim i zdarzeniami tow arzyszącym i pracy system u, np. aw ariam i, rów now ażeniem podaży i popytu, bezpie
czeństw em energetycznym itp. Przedziałem czasowym , w którym przebiega cyklicznie proces rozliczeń, je s t je d n a godzina. R ozliczeniu podlega m oc czynna, będąca ilościow ym rów now ażnikiem energii elektrycznej czynnej m ierzonej w przedziale jednogodzinnym .
Planow anie, realizacja i rozliczenie transakcji dokonuje się w ram ach rzeczywistego układu sieciowego. Transakcje określone są przez m iejsce (węzeł) dostawy energii elektry
cznej i m iejsce (w ęzeł) odbioru energii. Dlatego też m ożna m ów ić o w ęźle dostaw czym (początkow ym ) i odbiorczym (końcowym ) każdej transakcji, natom iast sam a transakcja realizuje się poprzez um ow ną gałąź łączącą te węzły. W ęzły dostaw cze i odbiorcze, opisane poprzez transakcje, są rów now ażne rzeczyw istym w ęzłom układu sieciowego. L iczba węzłów układu rzeczyw istego i „układu” transakcji nie m usi być taka sama, poniew aż nie we w szystkich w ęzłach m uszą być zaw arte transakcje w ram ach rynku energii. Przykładowo, część w ęzłów odbiorczych pozostanie w sferze obrotu taryfowego z pow odu nieuzyskania (jeszcze) praw a dostępu do sieci, bądź w skutek niekorzystania z tego praw a [6, 7, 8].
Poza w ęzłam i dostaw czym i (wytwórczym i) i odbiorczym i w „układzie” transakcji w ystę
puje um ow ny w ęzeł rynku bilansującego. W ęzeł ten m a pow iązania ze w szystkim i pozosta
łymi w ęzłam i układu (odw zorow ane poprzez gałęzie). B iorą one udział w obrocie poza
taryfow ym , a tym sam ym m a ją zawarte transakcje kupna/sprzedaży energii elektrycznej.
Zgodnie z zasadą funkcjonow ania rynku bilansującego, w ęzeł tego rynku m oże być zarazem w ęzłem dostaw czym (przy zakupie z rynku bilansującego dodatkow ych ilości energii) lub węzłem odbiorczym (przy sprzedaży na rynek bilansow y dodatkowych ilości energii lub rezygnacji ze swojej pozycji kontraktowej) [4, 11]. W tablicy 1 przedstaw iono definicje elem entów grafu rzeczyw istego układu sieciowego i „układu” transakcji.
Tablica 1 D efinicje elem entów grafu układu sieciowego i „układu” transakcji
Elem ent U kład sieciowy „U kład” transakcji
W ęzeł dostaw czy w ęzeł z przyłączonym generatorem dostarczający energię (moc) do układu
w ęzeł z przyłączonym generatorem dostarczający energię (moc) do układu w ram ach transakcji W ęzeł odbiorczy w ęzeł z przyłączonym odbiorcą
pobierający energię (moc) z układu
w ęzeł z przyłączonym odbiorcą pobierający energię (moc) z układu w ram ach transakcji
Krawędź grafu gałąź stanow iąca elektryczne połączenie dwóch węzłów
transakcja stanow iąca umowne połączenie w ęzła dostawczego z w ęzłem odbiorczym
O pisyw ane zadanie rozliczeniow e m ożna przyrównać do klasycznych zadań rozpły- wowych. R óżnica polega na tym , że zadanie rozliczeniow e rozw iązyw ane je st w „układzie”
transakcji, natom iast zadanie rozpływ ow e - w rzeczyw istym układzie sieciowym.
K lasyczne zadanie rozpływ ow e polega na wyznaczeniu prądów (mocy) gałęziowych układu przy znajom ości jego topologii (m acierzy incydencyjnych w ęzłow ych i Oczkowych) oraz param etrów (m acierzy im pedancyjnych/adm itancyjnych oczkowych/węzłowych) [1, 2,
3]. Przyjm ując rozw iązanie zadania rozpływ ow ego w układzie sieciowym ąuasi-liniow ym (m odel stałoprądow y) z uw zględnieniem składowej czynnej m ocy, otrzym uje się analogię rozw iązania zadania rozliczeniow ego. T ablica 2 zaw iera zestaw ienie porów naw cze param e
trów rzeczyw istego układu sieciowego oraz „układu” transakcji w ykorzystyw anych w pow yż
szych zadaniach.
Tablica 2 P orów nanie param etrów zadania rozpływ ow ego układu sieciowego i „układu” transakcji
Param etr U kład sieciowy „U kład” transakcji
M oc gałęziow a (wektor m ocy)
m oc płynąca gałęzią układu m oc w ynikająca z zawartej m iędzy w ęzłam i transakcji lub z zakupu/sprzedaży na rynku bilansującym M oc w ęzłow a
(w ektor m ocy)
m oc dostarczana lub odbierana w węźle
m oc dostarczana bądź odbierana w w ęźle M acierz incydencji w ęzłow a opisuje połączenia
rzeczyw istych gałęzi z w ęzłam i układu
opisuje połączenia transakcji z w ęzłam i układu
M acierz incydencji oczkow a opisuje połączenia rzeczyw istych gałęzi z cyklam i (oczkam i) układu
opisuje połączenia transakcji z cyklam i (oczkam i) układu
M acierz
im pedancyjna/adm itancyjna gałęziow a
zaw iera im pedancje lub adm itancje poszczególnych gałęzi
—
3. O B L IC Z A N IE R O ZPŁY W U M OCY
W rzeczyw istym układzie sieciow ym m ożna obliczyć przybliżony rozpływ m ocy (z po
m inięciem strat), w ybierając drzewo (param etry z oznaczeniem a ) oraz cięciw y - jako dopełnienie drzew a (param etry z oznaczeniem P). Ponadto m usi być znany w ektor m ocy w ęzłow ych i m acierz im pedancyjna gałęziow a. W edług [2,3], w ektor m ocy gałęziowych m ożna zapisać następująco:
' V 'C 0 - N l Y 0N Z a C ~ . V ~ Y 0N Z a C0
Iloczyn N Z a we w zorze (1) m ożna uprościć, gdyż - przy odpow iednim w yborze kie
runku oczek - = 1 oraz ze w zględu na w artości zerowe podm acierzy Zpa otrzym uje się:
N Z a = [ N a t f , ] = N aZ aa. (2)
Po u w zg lę d n ie n iu w zo ru (2) i (1) m oce gałęziow e płynące w cięciw ach i drzew ie w yraża w zór:
Ptf = ~Y0N a Z aa C0 Pw, (3a)
przy czym zachodzi:
Pe a = C 0P „ + N Ta P!, , (3b)
c0 = m ; ' , (4)
Y0 = ( N Z gN TY-
(5)Straty gałęziow e m o g ą zostać uw zględnione w postaci m ocy odbieranych, rozdzielonych po połow ie na początek i koniec każdej gałęzi. W yznaczone w tym przypadku m oce równe są m ocom średnim gałęziowym . Innym sposobem uw zględnienia strat w obliczeniach jest w ykonanie drugiej iteracji obliczeń z uwzględnieniem „nowych” (skorygowanych) napięć węzłowych.
4. O B LIC ZA N IE „ROZPŁYW U” M O CY K O N TR A K TO W Y CH (TRANSAKCJI)
W obliczeniach „rozpływ ów ” m ocy kontraktow ych (transakcji) przyjęto założenie, że sieć tw orzona na podstaw ie zaw artych kontraktów je st siecią bezstratną. W celu prze
prow adzania obliczeń zaproponow ano dwie m etody: m etodę przybliżoną i m etodę porów
nawczą. W yniki obliczeń zgodnie z pow yższym podziałem m ają zupełnie odm ienny charakter i nie są porów nyw alne.
O bliczenia m etodą przybliżoną
Przy obliczaniu m ocy kontraktow ych dysponuje się podobnym i param etram i, jak w zadaniu rozpływ ow ym . N ie dotyczy to m acierzy impedancji gałęziowych, zam iast której zadane są w ielkości gałęziow e i w ęzłow e z pierwszego etapu procesu rynkowego, tj.
przygotow ania. Inform acje te pozw alają n a w yznaczenie odpow iednika m acierzy impedancji gałęziow ych dla „układu” transakcji. M acierz taka pozw ala na określenie rozpływ u mocy kontraktowych w etapie rozliczeń na podstaw ie danych pochodzących z etapu realizacji (tj.
m ocy w ęzłow ych). Teoretycznie takie obliczenia w ym agają podw ójnych iteracji w celu w ykonania każdorazow ego rozliczenia. Iteracja pierw sza polega na w yznaczeniu m acierzy Zg przy znanym rozpływ ie (etap planowania). W drugiej iteracji w ykorzystuje się tę znaną m acierz do w yznaczenia now ego „rozpływ u” na bazie m ocy w ęzłow ych etapu rozliczeń.
W praktyce, zam iast w yznaczać m acierz Zg dla „układu” transakcji, m ożna skrócić spo
sób obliczeń poprzez określenie m acierzy udziałów U poszczególnych transakcji w mocach w ęzłow ych etapu przygotow ań i w ykorzystać j ą w etapie rozliczeń. M acierz ta pozw ala na przekształcenie zapisu:
R ów nanie (7) opisuje m oce gałęziow e kontraktow e (transakcji) P gK przy znanych mocach w ęzłow ych kontraktow ych P wK (indeks górny: P - etap przygotow ań; R - etap realizacji).
R ów nanie (6) je s t odpow iednikiem pierw szego praw a K irchhoffa, zapisanego w układzie bez
stratnym dla m o cy czynnych. W rów naniu tym zastosow ano m acierz incydencji M K kontrak
tów w zględem w ęzłów „układu” transakcji.
E lem ent i, j m acierzy U m ożna w yznaczyć z następującego równania:
R ozm iar m acierzy U w ynika z liczby kontraktów k i w ęzłów w „układu” transakcji. M oce w ęzłow e w rów naniu (7) są w ynikiem etapu realizacji (drugi etap procesu rynkowego) i sta
n o w ią zm odyfikow ane sum aryczne m oce węzłowe. M odyfikacja polega n a rozdzieleniu mocy w ęzłow ych realizow anych w ram ach transakcji (m ocy w ęzłow ych kontraktow ych) od mocy w ęzłow ych realizow anych poza kontraktam i (m ocy w ęzłow ych „pozakontraktow ych”).
D otyczy to zarów no w ęzłów w ytw órczych, ja k i w ęzłów odbiorczych. R ozdział m ocy w ęzło
w ych m ożna przeprow adzić poprzez porów nanie m ocy w ęzłow ych etapu przygotowań i realizacji. W tym celu tw orzy się w ektor pom ocniczy:
W zależności o d w artości i znaku elem entów w ektora AP w m ożna w yznaczyć elementy w ektora m ocy w ęzłow ych kontraktow ych (transakcji). A lgorytm służący do w yznaczenia w artości i-tego elem entu w ektora P wK przedstaw iono na rysunku 1.
R ów nanie (7) zapisane dla „układu” transakcji je st odpow iednikiem rów nania (1) dla układu rzeczyw istego. K ażde z tych rów nań pozw ala na w yznaczenie m ocy gałęziow ych przy znanych m ocach w ęzłow ych. W przypadku rozpływ u rzeczyw istego m oc gałęziow a je st uza
leżniona od im pedancji gałęziow ej, natom iast w przypadku „rozpływ u” kontraktów - od udziałów w ynikających z etapu przygotow ania.
(
6)
do postaci:
(7)
APW = P „ * -P :K.
(9)
Rys. 1. A lgorytm określania m ocy w ęzłow ych kontraktow ych Fig. 1. A lgorithm describing contract nodal pow ers
O b lic ze n ia m e to d ą p o ró w n a w cz ą
Obliczenia te oparte są n a założeniu, że kontrakty w etapie realizacji m a ją zawsze pierw szeństw o przed realizacją transakcji zakupu/sprzedaży na rynku bilansującym . Ponadto w ykorzystano fakt, że rozpływ m ocy w okół w ęzła określa przepływ y w gałęziach połączo
nych z tym w ęzłem .
O kreślając „rozpływ ” m ocy transakcji (rozumianej jako zakup/sprzedaż energii w ramach kontraktów bądź z rynku bilansującego) w ykorzystuje się „rozpływ y” m ocy ustalone na podstaw ie danych z etapu przygotow ania oraz zm ierzonych m ocy w ęzłow ych pochodzących z etapu realizacji.
D la etapu przygotow ań m ożna w yznaczyć w ektor m ocy w ęzłow ych dostarczanych oraz odbieranych w w ęzłach w ytw órczych i odbiorczych, z uw zględnieniem m ocy kontraktowych i „pozakontraktow ych” (rynek bilansujący). O dpow iada to w -elem entow em u w ektorowi m ocy w ęzłow ych, gdzie w = gn + od , przy czym gn je st liczbą w ęzłów dostawczych, nato
m iast o d je st liczbą w ęzłów odbiorczych. W ęzeł rynku bilansującego je st w ęzłem zależnym.
M oce gałęziow e m ożna zapisać w postaci g -elem entow ego w ektora, przy czym g = k + w , (k określa liczbę kontraktów na rynku energii). Powyższe w ektory m ożna zapisać następująco:
P g =
P p =
r gB K ~
r gK P PgBK
P PgGBK P PgOBK
(lOb)
(lOc)
W zór (lO c) opisuje podw ektor PgBK m ocy gałęziow ych, w ynikający z relacji w ęzeł rynku bilansującego - pozostałe w ęzły. R ów nania (10) zapisane są dla etapu przygotow ań.
„U kład” transakcji m ożna opisać rów naniem :
MPg = Pw.
(
11)
Jest ono odpow iednikiem pierw szego praw a K irchhoffa, zapisanego dla m ocy czynnych w układzie bezstratnym . M acierz M opisuje pow iązania m ocy gałęziow ych układu z mocami węzłow ym i. R ów nanie (11) je s t praw dziw e zarów no na etapie przygotow ań, ja k i na etapie realizacji. E lem enty m acierzy M określono następująco:
+
1, gdy w w ęźle"i"
zaw arto transakcję" j"
oraz "i" je st w ęzłem dostaw czym , -1, gdy w w ęźle" i "
zaw arto transakcję" j"
oraz"i"
je st w ęzłem odbiorczym ,0, gdy w w ęźle
"i"
n ie została zaw arta transakcja "j".
M acierz M m ożna rozłożyć na podm acierze M K oraz M BK, ja k p oniżej:
M = [ M
kM bk],
Mk = 'K G MKO
MBKG
0 MBKO J
(1 2a)
(1 2b)
(1 2c)
M acierze te określają połączenia w ęzłów „układu” transakcji z poszczególnym i transak
cjam i kontraktow ym i oraz połączenia w ęzłów „układu” z w ęzłem rynku bilansującego. Zapis tych m acierzy m oże być bardziej szczegółow y, jeśli uw zględnia się podział na w ęzły dostaw cze i odbiorcze. Przy założeniu orientacji gałęzi odwzorowującej połączenia z węzłem rynku bilansującego (od w ęzłów dostaw czych i odbiorczych do w ęzła rynku bilansującego), m acierz M BK je s t m acierzą jed n o stk o w ą diagonalną.
W ykorzystując w łasności rozdziału m acierzy incydencji M n a podm acierze, m ożna osob
no analizow ać gałęzie opisane przez transakcje sprzedaży/zakupu m ocy na rynku bilansu
jącym . D o tego celu służą w zory :
m p pĄ m k m bk\
1 i
y
iP Pr GBK
P pg B K i a? i
y
+
P POBK (13a)
(13b)
P1 OBK
(13c)
K orzystając z danych pochodzących z etapu realizacji m ożna zapisać w ektor mocy w ęzłow ych ja k o w ektor złożony z podw ektorów m ocy w ęzłow ych, dostarczanych do
„układu” transakcji oraz m ocy odbieranych z tego „układu” . Sposób zapisu tego w ektora jest podobny do zapisu dla etapu przygotow ań (wzór (10a)). Nie m ożna w nim jednak bezpo
średnio rozdzielić m ocy w ęzłow ych na m oce w ynikające z zaw artych kontraktów oraz trans
akcji na rynku bilansującym .
A by określić stopień w ykonania poszczególnych kontraktów należy określić różnice m ocy w ęzłow ych z etapu realizacji i przygotow ań. Różnice te w yliczyć m ożna ze wzoru (9).
Pozw ala to na obliczenie m ocy gałęziow ych w ynikających z transakcji zrealizowanych poprzez rynek bilansujący:
O bliczenie m ocy gałęziow ych kontraktow ych sprowadza się do określenia rozpływu m ocy w okół w ęzłów dostaw czych i odbiorczych. R ealizacja w edług planu m ocy w danym w ęźle gw arantuje rów nież planow y rozpływ m ocy kontraktowych w gałęziach łączących się z tym w ęzłem . Z uw agi na bezstratność „układu” transakcji, znany przepływ w jednym końcu gałęzi określa przepływ w drugim jej końcu (dla y-tej gałęzi PgGj = Pg 0 j). M oże to dopro
wadzić do zm niejszenia zbioru niew iadom ych - m ocy gałęziow ych kontraktowych.
W ykorzystując rów nania (13), zapisane dla w ielkości z etapu realizacji, otrzym uje się układ rów nań liniowych. Po elim inacji tożsam ości w ynikających z tytułu określenia m ocy gałęzio
w ych kontraktow ych w chodzących/w ychodzących z w ęzła, dla zadanych m ocy węzłowych otrzym uje się zm odyfikow any układ rów nań liniowych:
U kład ten należy rozw iązać w zględem zm odyfikowanego w ektora m ocy gałęziowych.
W przypadku braku rozw iązania rozliczenia transakcji rynkow ych m ożna przeprowadzić jedynie m etodą przybliżoną.
(14)
(15)
5. PR ZY K ŁA D OBLICZENIO W Y
Przyjęto układ sieci 110 kV w układzie połączeń ja k na rysunku 2. W układzie tym zało
żono dw a w ęzły w ytw órcze oraz cztery w ęzły odbiorcze. Przyjęto jednostkow e impedancje
gałęziow e oraz pom inięto straty m ocy czynnej. N um eracja w ęzłów oraz gałęzi została nanie
siona na rysunku 2.
W m odelow ym układzie przyjęto m oce w ęzłow e czynne dla etapu przygotow ania oraz etapu rozliczeń. M oce w ęzłow e zestaw iono w tablicy 3. M oce gałęziow e obliczono na podstaw ie w zorów (3a) i (3b). W yniki zaprezentow ano w tablicy 4 ze znakiem odpowiednim do strzałkow ania w edług rysunku 2.
Rys. 2. U kład rzeczyw istych połączeń sieciow ych Fig. 2. S ystem o f real grid connections
T ablica 3 M oce w ęzłow e rzeczyw istego układu sieciow ego, w M W
W ęzeł 1 2 3 4 5
6 I
P rzygotow anie 40 2 0 - 1 0 -15 -25 - 1 0
R ealizacja 34 25 - 1 0 - 1 0 -19 - 2 0
U w aga: ze znakiem m inus przyjęto m oce odbierane z w ęzła
Tablica 4 M oce gałęziow e rzeczyw istego układu sieciow ego, w M W
Gałąź L I L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8
Przygotow anie 1 0 , 8 0 , 8 2,5 9,2 -0 , 8 17,5 11,7 8,3
R ealizacja 9,4 -0 , 6 1 , 8 14,4 -5,6 15,8 8 , 8 8 , 8
W pow yższym układzie zaplanowano (etap przygotow ań) kontrakty dw ustronne pom ię
dzy węzłam i dostaw czym i i odbiorczym i oraz zakup i sprzedaż m ocy w ram ach funkcjo
now ania rynku bilansującego. M oce planow ane w poszczególnych transakcjach zestawiono w tablicach 5 i 6. Sum aryczne planow ane m oce w ęzłow e w prezentow anym „układzie” trans
akcji rów ne s ą m ocom w ęzłow ym etapu przygotow ań w edług tablicy 3. Całość zawartych transakcji w postaci w spom nianego „układu” transakcji przedstaw iono na rysunku 3.
Rys. 3. Połączenia w „układzie” transakcji Fig. 3. C onnections in th e transaction „system ”
N a pow yższym rysunku linią ciągłą oznaczono transakcje kontraktowe, natom iast linia przeryw ana oznacza połączenia z węzłem rynku bilansującego (RB). Strzałki obrazują przy
ję ty .k ieru n ek ” transakcji.
Tablica 5 M oce gałęziow e kontraktow e „układu” transakcji, w M W
G ałąź K I K2 K3 K4 K5 K6 K7
P rzygotow anie 5 5 5 2 0 1 0 5 ^
!
Tablica 6
M oce gałęziow e pozakontraktow e „układu” transakcji, w M W
G ałąź 1 2 3 4 5
6 II
Przygotow anie 5 0 0 0 -5
0 1
O bliczając rozpływ y m ocy w „układzie” transakcji otrzym ano wyniki w podziale na m oce gałęziow e kontraktow e i pozakontraktow e. W tablicach 7 i 8 przedstaw iono w yniki
obliczeń m etodą przybliżoną, natom iast tablice 9 i 10 zaw ierają w yniki uzyskane m etodą porównań.
Tablica 7 M oce gałęziow e kontraktow e „układu” transakcji (m etoda przybliżona), w M W
| G ałąź KI K2 K3 K4 K5 K6 K7
1 R ealizacja 4,9 4,1 4,9 19,2 8,3 5 5
T ablica 8
M oce gałęziow e pozakontraktow e „układu” transakcji (m etoda przybliżona), w M W
G ałąź l 2 3 4 5 6
Realizacja 0 , 8 6,7 -o,i 2,4 0 , 2 -1 0 , 1 1
Tablica 9 M oce gałęziow e kontraktow e „układu” transakcji (m etoda porów nań), w M W
Gałąź K I K2 K3 K4 K5 K6 K7
R ealizacja 5 5 5 2 0 1 0 5 5
T ablica 10 M oce gałęziow e pozakontraktow e „układu” transakcji
(m etoda porów nań), w M W
G ałąź 1 2 3 4 5 6
R ealizacja - 1 5 0 5 1 - 1 0
R óżnice pom iędzy m ocam i w ęzłow ym i w etapie przygotow ań i realizacji są w ynikiem z góry przyjętych założeń, co nie je s t adekw atne do rzeczyw istości. W rzeczyw istości m oce w ęzłow e zrealizow ane s ą znane n a podstaw ie pom iarów. O bliczony „rozpływ ” m ocy trans
akcji je s t k onsekw encją różnic pom iędzy pow yższym i etapami.
6. PO D S U M O W A N IE
• T ransakcje zaw ierane i realizow ane na rynku energii elektrycznej b ęd ą przybierać postać kontraktów (rynek kontraktow y i giełdow y) oraz transakcji kupna/sprzedaży realizo
w anych w ram ach rynku bilansującego. Zaw arte transakcje tw o rzą g ra f zw any „układem ”
transakcji. P rzedstaw ia on pow iązania pom iędzy węzłam i rzeczyw istego układu siecio
w ego oraz um ow nym w ęzłem rynku bilansującego.
• W układzie sieciow ym rozw iązaniem zadania rozpływ ow ego są m oce gałęziowe. Podobnie zadanie rozliczenia ilościow ego transakcji rynkow ych m a na celu określić m oce w gałę
ziach „układu” transakcji. R zeczyw isty układ sieciowy opisany je st poprzez param etry gałęzi oraz topologię połączeń. Do określenia rozpływ u m etodam i topologicznym i w ystar
cza znajom ość tych w ielkości. D la „układu” transakcji nie m ożna zdefiniow ać parametrów gałęzi, natom iast m ożna i należy w ykorzystać inform acje wynikające z etapu przygoto
w yw ania procesu rynkowego. Przepływ ów gałęziow ych „układu” transakcji m ożna poszu
kiw ać przykładow o m etodą przybliżoną bądź porównawczą.
• M etoda przybliżona polega na w yznaczeniu na etapie przygotow ań stałych w spółczyn
ników rozdziału m ocy w ęzłow ych kontraktowych na m oce gałęziowe. W ykorzystanie tych w spółczynników na etapie rozliczeń pozw ala określić przybliżony „rozpływ ” kontraktów.
Pozostałe przepływ y zostają w yrów nane poprzez rynek bilansujący. W adą tej m etody jest
„obciążenie” niew ypełnionym i w arunkam i jednego kontraktu w szystkich pozostałych m ocy gałęziow ych kontraktow ych, zw iązanych z danym węzłem . „O bciążenie” to je st pro
porcjonalne do m ocy gałęziow ych z etapu przygotowań.
• Innym sposobem rozw iązania zadania rozliczeniow ego je st podejście określone mianem m etody porów naw czej. P ozw ala ona obliczyć, w jakim stopniu nie w ypełniono warunków danego kontraktu. K onsekw encje niew ypełnienia kontraktu zostają przypisane konkret
nem u kontraktow i, zw iązanem u z danym w ęzłem , a nie obciążają w szystkich kontraktów tego w ęzła, ja k w m etodzie przybliżonej. W adą m etody przybliżonej je st ryzyko niezna- lezienia rozw iązania, tj. nieokreślenia m ocy gałęziow ych kontraktow ych „układu” trans
akcji w przypadku braku realizacji planow anych kontraktów w e w szystkich węzłach.
• W yniki w postaci m ocy gałęziow ych „układu” transakcji określone m etodą przybliżoną i porów naw czą ró żn ią się od siebie. W ynika to z odm iennego charakteru poszukiw ania roz
w iązania. W pierw szym przypadku w ystępuje uśrednienie ryzyka niew ykonania kontraktu w węźle. W drugim przypadku ryzyko w ynika z niezrealizow ania konkretnej transakcji.
LITER A TU R A
1. K rem ens Z., Sobierajski M.: A naliza system ów elektroenergetycznych. W NT, W arsza
w a 1996.
2. Soldatkina L. A.: Elektriczeskije sieti i sistemy. M oskw a 1978.
3. W ienikow W . A.: R asczety i analiz rieżim ow raboty sietiej. M oskw a 1974.
4. Zerka M.: M odel bilansow ania i optym alizacji kontraktowego rynku energii elektrycznej.
B iuletyn M iesięczny PSE S.A., 1999, nr 1.
5. Projekt rynku energii elektrycznej w Polsce. PSE S.A.. Studium taryfow e EPRI. Jachran
ka 1999.
6. R ozporządzenie M inistra G ospodarki w spraw ie harm onogram u uzyskiw ania przez po
szczególne grupy odbiorców praw a do korzystania z usług przesyłow ych. D ziennik Ustaw n r 107, poz. 671.
7. R ozporządzenie M inistra G ospodarki w spraw ie szczegółow ych w arunków przyłączenia podm iotów do sieci elektroenergetycznych, pokryw ania kosztów przyłączenia, obrotu energią elektryczną, św iadczenia usług przesyłow ych, ruchu sieciow ego i eksploatacji sieci oraz standardów jakościow ych obsługi odbiorców . D ziennik U staw n r 135, poz. 881.
8. R ozporządzenie M inistra G ospodarki w spraw ie szczegółow ych zasad kształtow ania i kal
kulacji ta ry f oraz zasad rozliczeń w obrocie energią elektryczną, w tym rozliczeń z indy
w idualnym i odbiorcam i w lokalach. D ziennik U staw n r 153, poz. 1002.
9. R ynek energii elektrycznej w Polsce. Zasady działania rynku energii elektrycznej w Polsce w roku 2000 i latach następnych. M inisterstw o G ospodarki i U rząd Regulacji Energetyki.
W arszaw a, 15 października 1999.
lO .Segm ent bilansujący rynku energii elektrycznej 2000 w Polsce. E nergoprojekt-C onsulting S.A.. W arszaw a, 8 m aja 2000.
11.S ystem optym alizująco-bilansow o-rozliczeniow y elektroenergetyki w Polsce. Opis synte
tyczny. P SE S.A.. W arszaw a, luty 1999.
12.Ustaw a z dnia 10 kw ietnia 1997 r. Praw o energetyczne. D ziennik U staw 1997, n r 54, poz.
348 (z późniejszym i zm ianam i).
Recenzent: Prof, dr hab. inż. Jacek Malko
W płynęło do R edakcji dnia 5 kw ietnia 2000 r.
A b s tra c t
Settling transactions on the energy m arket is easy w hen there are not num erous. If there are m any transactions this problem should be solved w ith use o f the m atrix calculus. It is a little sim ilar to th e pow er flow problem w hen w e com pare our m arket transactions to pow er line flows. Therefore, th e transaction connections „system ” m ust be created. Such a system resem bles one o f a real grid connection. In every connection system w e can distinguish nodes described by nodal pow er values and branches w ith branch pow er values. W hen the transaction connections „system ” is created, it should respect those o f branches w hich resulted from bilateral contracts and transactions on a balance market. Such an attitude respects the P olish energy m arket m odel w hich can be divided into the contract m arket, pow er exchange and balance m arket.
In order to m ake settlem ents o f m arket transactions, transaction „flow s” in the transaction connections „system ” should be found. That can be m ade using tw o m ethods. First o f them uses constant coefficients in order to distribute contract nodal pow er values into contract branch pow er values. T hese coefficients can b e estim ated at the stage o f planning w hen m arket transactions are planned. The second m ethod is based on com paring pow er values being a subjects o f m arket transactions in the stage o f execution to the pow er values in the stage o f planning. D ifferences give an answ er w hich o f m arket transactions was not executed.
A short exam ple show ing described m ethods is also presented.
