Εκκαθάριση Αγορών Εφεδρειών και Ενέργειας με Πολλαπλά Προϊόντα Εφεδρείας

Abstract

Η μεγάλη ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και το διαρκώς αυξανόμενο α- πρόβλεπτο φορτίο στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, καθιστούν σημαντικό τον ρόλο των εφεδρειών στις αγορές εκκαθάρισης ενέργειας και εφεδρειών. Αυτή η διπλωματι- κή εργασία διερευνά εναλλακτικούς μηχανισμούς εκκαθάρισης αγοράς και συγκρίνει μοντέλα συν-βελτιστοποίησης (co-optimization) και ακολουθιακών (sequential) σχε- διασμών. Αναλύθηκαν τρεις μέθοδοι εκκαθάρισης: (α) ένα μοντέλο συν-βελτιστοποίησης ε- νέργειας και εφεδρειών, (β) ένα ακολουθιακό μοντέλο με ταυτόχρονη εκκαθάριση προ- ϊόντων εφεδρείας και (γ) ένα ακολουθιακό μοντέλο με ξεχωριστή εκκαθάριση προ- ϊόντων εφεδρείας. Διατυπώθηκαν τα μαθηματικά μοντέλα και για τις τρεις μεθόδους και υλοποιήθηκαν σε Julia και εφαρμόστηκαν στο σύστημα του Βελγίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η συν-βελτιστοποίηση είναι σταθερά αποδοτικότερη, μειώνοντας το συνολικό κόστος συστήματος και αξιοποιώντας καλύτερα τους πόρους, ενώ οι ακολουθιακές μέθοδοι εισάγουν αναποτελεσματικότητες λόγω της σταδιακής εκκαθάρισης της ενέργειας και των εφεδρειών. Αυτές οι αναποτελεσματικότητες γίνο- νται ιδιαίτερα εμφανείς σε συνθήκες έλλειψης ευέλικτων πόρων και συγκεκριμένα σε συνθήκες μείωσης της δυνατότητας παραγωγής από τις μονάδες αντλησιοταμίευσης. Τα ευρήματα δείχνουν τα οικονομικά οφέλη από την υιοθέτηση της συν-βελτιστοποίησης στις ευρωπαϊκές αγορές ηλεκτρικής ενέργειας, όπου η ακολουθιακή εκκαθάριση παρα- μένει η κύρια πρακτική. Πέρα από τις αριθμητικές αναλύσεις, η εργασία προσφέρει ένα ευέλικτο υπολογιστικό πλαίσιο που μπορεί να προσαρμοστεί για να συμπεριλάβει περιορισμούς δικτύου, μεταβλητά προφίλ ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή ανταλλα- γή δυναμικότητας εφεδρείας μεταξύ χωρών. Σε γενικές γραμμές, η ανάλυση παρέχει τόσο μεθοδολογικές γνώσεις όσο και στοιχεία σημαντικά για τη χάραξη πολιτικής υπέρ σχεδιασμών αγοράς που ενσωματώνουν την ενέργεια και τις εφεδρείες για τη βελτίωση της αποδοτικότητας και της αξιοπιστίας της λειτουργίας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.