Μοντέλο προσομοίωσης του προβλήματος κατανομής των Μονάδων Παραγωγής του Ελληνικού Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας και εφαρμογές σε μεγάλη διείσδυση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας

Κανναβού, Μαρία; Kannavou, Maria

dc.contributor.author	Κανναβού, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kannavou, Maria	en
dc.date.accessioned	2015-06-17T10:08:55Z
dc.date.available	2015-06-17T10:08:55Z
dc.date.issued	2015-06-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40851
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7822
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας	el
dc.subject	Ευελιξία	el
dc.subject	Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός	el
dc.subject	Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας	el
dc.subject	Μονάδες Συνδυασμένου Κύκλου	el
dc.subject	Unit Commitment	en
dc.subject	Flexibility	en
dc.subject	Ramping	en
dc.subject	Renewable Sources	en
dc.subject	Wholesale Electricity Market	en
dc.title	Μοντέλο προσομοίωσης του προβλήματος κατανομής των Μονάδων Παραγωγής του Ελληνικού Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας και εφαρμογές σε μεγάλη διείσδυση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ενεργειακή Οικονομία	el
heal.classification	Μοντέλα Μαθηματικού Προγραμματισμού	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-10-01
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη αποτελεσμάτων και εξαγωγή συμπερασμάτων, μέσω της ανάπτυξης ενός μοντέλου επίλυσης του προβλήματος ένταξης των Μονάδων Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (προσομοίωση του ΗΕΠ), σχετικά με τα οικονομικά οφέλη και τις τεχνικές δυσκολίες των Παραγωγών, αναφορικά με το ζήτημα της ευελιξίας του Ελληνικού Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας, που παρουσιάζεται λόγω της μεγάλης ανάπτυξης της ένταξης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Λόγω της υποχρεωτικής έγχυσης της παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας από ΑΠΕ, η ημερήσια καμπύλη ζήτησης φορτίου παρουσιάζει απότομες διακυμάνσεις, εκείνες τις ώρες όπου ξεκινά η παραγωγή των Φωτοβολταϊκών (πρώτες πρωινές ώρες) και κυρίως τις ώρες όπου παύει (απογευματινές ώρες). Οι απότομες αυτές διακυμάνσεις δημιουργούν την αναγκαιότητα ένταξης Μονάδων Συνδυασμένου Κύκλου αρκετές ώρες πριν οι διακυμάνσεις αυτές παρουσιαστούν, λόγω ενός αναγκαίου χρονικού διαστήματος συγχρονισμού με το Σύστημα και παραμονής τους σε ένα ενδιάμεσο φορτίο, προτού βρεθούν σε κανονική λειτουργία. Μέχρι να παρουσιαστούν αυτές οι απότομες εναλλαγές στη ζήτηση, οι Μονάδες Συνδυασμένου Κύκλου λειτουργούν με φορτίο ίσο ή μικρότερο του τεχνικού ελάχιστου, γεγονός που τις αποκλείει από τη δυνατότητα να καθορίσουν Οριακή Τιμή Συστήματος (ΟΤΣ) τις ώρες εκείνες. Λόγω του χαμηλού οριακού κόστους των Λιγνιτικών Μονάδων, συγκριτικά με τις Μονάδες Συνδυασμένου Κύκλου αλλά και της οριακά μονοπωλιακής δύναμης, που ασκεί στην αγορά η μεγαλύτερη Ελληνική εταιρεία Ηλεκτρικής Παραγωγής, οι Μονάδες Συνδυασμένου Κύκλου, ιδιαίτερα των ανεξάρτητων Παραγωγών, αποζημιώνονται τις περισσότερες ώρες λειτουργίας τους με ΟΤΣ, αρκετά χαμηλότερες του οριακού τους κόστους. Η κατάσταση αυτή έχει ως αποτέλεσμα τη δυσκολία της οικονομικής τους επιβίωσης στην Ελληνική Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας και, σε συνδυασμό με την ολοένα και μεγαλύτερη ανάπτυξη των ΑΠΕ, δημιουργεί σοβαρά ζητήματα στην ευελιξία του Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας. Το μοντέλο ένταξης των Μονάδων Παραγωγής, που αναπτύχθηκε σε περιβάλλον GAMS στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής, αποτελεί ένα μοντέλο Μεικτού Ακέραιου Προγραμματισμού και περιλαμβάνει τεχνικούς περιορισμούς αναφορικά με τα τεχνικά χαρακτηριστικά των Μονάδων Παραγωγής, καθώς και περιορισμούς για την κάλυψη του ισοζυγίου και των επικουρικών υπηρεσιών. Η κάθε Μονάδα Παραγωγής θεωρείται ότι υποβάλλει μια βηματική συνάρτηση προσφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (ζευγάρια επιπέδου παραγωγής - συγκεκριμένης τιμής) και μια τιμή για την συνεισφορά της σε επικουρικές υπηρεσίες. Το παρόν μοντέλο έχει χρονικό ορίζοντα επίλυσης ένα έτος (8760 ώρες) και ωριαία ανάλυση. Επιπλέον, λύνοντας το αντίστοιχο Απαλλαγμένο Γραμμικό Πρόβλημα, υπολογίζεται για κάθε ώρα η Οριακή Τιμή Συστήματος. Η αριθμητική εφαρμογή του έγινε για την Ελλάδα για τα χρονικά έτη 2014, 2018 και 2020, για τα οποία και δημιουργήθηκαν τρία σενάρια. Ένα σενάριο ζήτησης ή αναφοράς (έτη 2014, 2018, 2020) με προβολή των απαιτούμενων αριθμητικών μεγεθών στο μέλλον, ένα σενάριο Εισαγωγών (έτη 2014, 2018, 2020), με βάση την υπόθεση μεγάλης ποσότητας Εισαγωγών, οι οποίες και καλύπτουν μεγάλο μέρος του βασικού φορτίου και ένα σενάριο μεγάλης ανάπτυξης ΑΠΕ (έτος 2020) ίσης με το 40% της συνολικής ζήτησης. Για το κάθε σενάριο υπολογίσθηκαν οι ωριαίες ΟΤΣ, η συνολική παραγωγή, η συνολική συνεισφορά σε εφεδρείες, η αποζημίωση σύμφωνα με την ΟΤΣ της κάθε Μονάδας Παραγωγής, καθώς και εξήχθησαν τα αντίστοιχα συμπεράσματα.	el
heal.abstract	The scope of this thesis lies in the development of a Unit Commitment (UC) optimization model, in order to conduct analysis of its results regarding the flexibility issue. Due to the increasing penetration of variable renewable generation and its mandatory injection to the system, the daily net load demand curve shows sharp fluctuations, especially during hours of high solar generation. Therefore TSO commits CCGT (Combined Cycle Gas Turbine) plants, in order for them to provide ramping and ancillary services. Due to their technical limitation of minimum stable generation period, CCGT plants are usually committed hours before these abrupt load changes occur, staying at minimum stable generation level, being deprived the possibility of being SMP(System Marginal Price) makers. Considering the fact that SMP is mostly set by Lignite Plants, it occurs that CCGT plants are remunerating poorly with SMPs lower than their marginal costs. Especially Independent Power Producers (IPP) of CCGT plants face the difficulty of economic survival in Greek Electricity Market, despite the providing ramping service and if we consider the increasing penetration of Renewable Sources, a flexibility issue arises. The UC model, developed in this thesis, is formulated as a Mixed Integer Programming (MIP) Mathematical Model and is solved in GAMS environment. It contains constraints, referring to the technical characteristics of production units (technical minimum generation, minimum stable generation period, ramping rates etc.), as well as limitation regarding power balance and ancillary services requirements. Each producer bid a step-wise supply function and a price for a certain amount of ancillary service. The model has an annual solving time horizon and an hourly time resolution (1-8760 hours). Furthermore, solving the corresponding Relaxed Problem, enables the determination of the hourly SMP. The numerical example presented is based on Greek Electricity Market, projecting years 2014, 2018 and 2020 and examines three different scenarios. A base or reference scenario for years 2014, 2018 and 2020, a RES scenario, for year 2020, imposing higher penetration of renewable generation (up to 40% of the annual demand) than in year 2020 of the base scenario and a high Imports scenario for year 2014, 2018, 2020. The last scenario is based on the two assumptions. Firstly the increase of Imports and secondly the increase of bidding offers, related to the IPPs, in order for them to face the economic difficulties, as described above. This thesis includes the obtained results of each scenario, as well, as the corresponding conclusions.	en
heal.advisorName	Κάπρος, Παντελής	el
heal.committeeMemberName	Βουρνάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Εργαστήριο Υποδειγμάτων Ενέργειας Οικονομίας Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	181 σ.
heal.fullTextAvailability	true