Τρόποι εκκαθάρισης αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας - Εφαρμογή στο ηλεκτρικό δίκτυο της Κρήτης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των τρόπων εκκαθάρισης της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας στο μη διασυνδεδεμένο δίκτυο της Κρήτης. Μελετήθηκαν δύο κύρια σενάρια. Στο πρώτο σενάριο εκτελέστηκε η Βέλτιστη Ροή Φορτίου, όπου η κατανομή γίνεται από το Διαχειριστή του Συστήματος με κριτήριο την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους λειτουργίας των Μονάδων. Η Βέλτιστη Ροή Φορτίου εκτελέστηκε για τις εξής περιπτώσεις: ελάχιστο φορτίο καλοκαιριού, μέγιστο φορτίο καλοκαιριού, ελάχιστο φορτίο χειμώνα και μέγιστο φορτίο χειμώνα του ΣΗΕ Κρήτης για το έτος 2010. Στο δεύτερο σενάριο οι Γεννήτριες υποβάλλουν προσφορές ποσότητας και τιμής για την ισχύ που προμηθεύουν στο Δίκτυο. Το σενάριο αυτό εξετάστηκε για το μέγιστο φορτίο του χειμώνα και για το μέγιστο φορτίο του καλοκαιριού του έτους 2010. Η ζήτηση των φορτίων θεωρείται ανελαστική και στα δύο σενάρια που εξετάστηκαν. Οι προσομοιώσεις έγιναν με το MATPOWER, το οποίο είναι πρόγραμμα ανεπτυγμένο σε περιβάλλον Matlab. Αρχικά, παρουσιάζονται εισαγωγικά στοιχεία για την απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας και αναλύονται τα οφέλη που προκύπτουν από αυτή. Επίσης παρατίθενται τα κυριότερα άρθρα της Οδηγίας 96/92/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου, η οποία θέσπισε τις αρχές της απελευθέρωσης της αγοράς του ηλεκτρισμού. Ακολουθεί η ανάλυση των Μοντέλων Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας και των βασικών συμμετεχόντων σε αυτή καθώς και η παρουσίαση των Οριακών Τιμών Κόμβων (LMP) και των Σταθερών Δικαιωμάτων Μεταφοράς (FTR). Ακόμα, παρουσιάζεται η αγορά της ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα, όπως επίσης και οι αρμοδιότητες της Ρυθμιστικής Αρχής Ενέργειας, του ΑΔΜΗΕ και του ΛΑΓΗΕ. Στη συνέχεια περιγράφεται η λειτουργία και οι δυνατότητες του MATPOWER, μέσω προσομοιώσεων σε πρότυπα Δίκτυα 30 ζυγών. Τέλος, παρουσιάζονται στοιχεία για το ΣΗΕ Κρήτης, τα τεχνικά χαρακτηριστικά και οι συναρτήσεις κόστους κάθε Γεννήτριας και αναλύονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων.

The purpose of this diploma thesis is the study of different ways that can be used to clear the electricity market with focus on the non-interconnected Cretan electrical grid. Two main scenarios have been researched. In the first scenario we ran an Optimal Power Flow, where the market is dispatched by the System Operator with the purpose of minimizing the overall fuel cost of generators. The Optimal Power flow was run for the following examples: the minimum load during summer, maximum load during summer, minimum load during winter and maximum load during winter of the Cretan grid in 2010. In the second scenario, the producers submit offers of quantity and price of the power that they supply to the grid. This scenario was tested for the maximum load in both winter and summer seasons in 2010. The load demand is inelastic for both scenarios that were researched. The simulations were run by MATPOWER, which is a program developed in a Matlab environment. In the beginning, subjects of information are presented regarding the deregulation of the electricity market and the advantages stem from this. Furthermore, basic articles of Directive 96/92/EC of the European Parliament are presented; this Directive established the rules of deregulating the electricity market. This follows the analysis of electricity market models and its main entities as well as the presentation of Locational Marginal Prices and Firm Transmission Rights. Moreover, the Greek electricity market and its main participants are presented. Then the utilization and advantages of MATPOWER are described, via simulations of 30 bus cases. Also information about the non-interconnected Cretan electrical grid is presented, (i.e. the technical characteristics, the cost of each generator etc). Finally, the results of the above mentioned simulations are presented.