Μελέτη των Οριακών Τιμών Κόμβων στα Αυτόνομα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας με Διείσδυση Αιολικών - Εφαρμογή στο δίκτυο Ρόδου και Κρήτης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των LMPs στα μη διασυνδεδεμένα συστήματα Κρήτης και Ρόδου, καθώς και στη διασύνδεση τους για διαφορετικά σενάρια που περιγράφουν ακραίες καταστάσεις. Για το σύστημα της Ρόδου μελετήθηκαν δύο κύρια σενάρια. Στο πρώτο σενάριο εκτελέστηκε η Βέλτιστη Ροή Φορτίου, όπου στο πλαίσιο της ελαχιστοποίησης του συνολικού λειτουργικού κόστους και της μελέτης των μεταβολών στα LMPs αυξάνεται το ποσοστό διείσδυσης της αιολικής παραγωγής. Στο δεύτερο σενάριο εκτελέστηκε η Βέλτιστη Ροή Φορτίου με τη συμμετοχή ή μη μονάδων αιολικής παραγωγής, καθώς και με συμμετοχή ή μη συμβατικών μονάδων παραγωγής μετά από τυχόν αποκατάσταση τεχνικών προβλημάτων τους, στο πλαίσιο της ελαχιστοποίησης του συνολικού λειτουργικού κόστους και της μελέτης των μεταβολών στα LMPs. Παρόμοια σενάρια μελετήθηκαν τόσο για το ΣΗΕ της Κρήτης, όσο και για την ηλεκτρική διασύνδεση των δύο νησιών. Σε γενικές γραμμές, η δομή της παρούσας διπλωματικής έχει ως εξής. Αρχικά, στο Κεφάλαιο 1 πραγματοποιείται η ανάλυση των Μοντέλων Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας και των βασικών συμμετεχόντων σε αυτή. Στη συνέχεια, στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται η αγορά της ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα, όπως επίσης και οι αρμοδιότητες των βασικών συμμετεχόντων της, όπως η Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (ΡΑΕ). Ακολουθούν τα Κεφάλαια 3 και 4 με μια σύντομη περιγραφή του υπάρχοντα Κώδικα Διαχείρισης του Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας, καθώς και του προτεινόμενου Κώδικα Διαχείρισης Ηλεκτρικών Συστημάτων Μη Διασυνδεδεμένων Νησιών αντίστοιχα. Στη συνέχεια, στο Κεφάλαιο 5 περιγράφεται η λειτουργία και οι δυνατότητες του MATPOWER, ενώ στο Κεφάλαιο 6 πραγματοποιείται η παρουσίαση των Οριακών Τιμών Κόμβων (Locational Marginal Price - LMP) και των Σταθερών Δικαιωμάτων Μεταφοράς (Firm Transmission Right - FTR). Στα Κεφάλαια 7 και 8 ακολουθούν οι περιγραφές των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας της Ρόδου και της Κρήτης, ενώ παράλληλα εκτελούνται τα σενάρια που περιγράφηκαν και πραγματοποιούνται αναλύσεις των αποτελεσμάτων τους. Ακόμα, στο Κεφάλαιο 9 παρουσιάζεται η θεωρία ανταλλαγών ηλεκτρικής ενέργειας και κοινοπραξιών ισχύος. Τέλος, στο Κεφάλαιο 10 υλοποιείται η διασύνδεση των μη διασυνδεδεμένων συστημάτων Κρήτης και Ρόδου, εκτελούνται τα αντίστοιχα σενάρια και αναλύονται τα αποτελέσματα αυτών.

The purpose of this thesis is the study of Locational Marginal Prices (LMPs) in the autonomous systems of Crete and Rhodes, and their interface for different scenarios describing extreme situations. For the system of Rhodes two main scenarios are studied. In the first scenario, we ran the Optimal Load Flow, where under the minimization of total operating cost and the study of changes in LMPs penetration of wind generation is increased. In the second scenario, the Optimal Load Flow is performed, with the participation or non of wind generation units, and participation or non of conventional power plants after restoring any of their technical problems in the context of minimizing the total operating cost and studying of changes in LMPs. Similar scenarios were studied for the SHE of Crete, and the electrical interface between the two islands. In general, the structure of this thesis is as follows. Initially, Chapter 1 shall analyze the Electricity Market Model and key participants in this. Then, in Chapter 2 the electricity market in Greece is shown, as well as the responsibilities of key stakeholders, such as the Regulatory Authority for Energy (RAE). After, there are Chapters 3 and 4 with a brief description of the existing Code Management Greek Electricity Transmission System and the proposed Code for Electrical Systems Non Interconnected Islands respectively. Then, Chapter 5 describes the operation and capabilities of MATPOWER, while in Chapter 6 is placed the presentation of Locational Marginal Prices (LMP) and Firm Transmission Rights (FTR). In Chapters 7 and 8, followed by descriptions of the Power Systems of Rhodes and Crete, while running scenarios described and carried out analyzes of their results. Still, Chapter 9 presents the theory of electricity exchanges and joint force. Finally, Chapter 10 implements the interface of non-interconnected systems of Crete and Rhodes, carried out the corresponding scenarios and their results are analyzed.