Методика планирования и корректировки свободных двусторонних договоров на конкурентном оптовом рынке электроэнергии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Черемных, Александр Юрьевич

• Черемных, Александр Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Черемных, Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Характеристика работы.

ГЛАВА I. Модели планирования свободных двусторонних договоров, заключаемых участниками конкурентного оптового рынка электроэнергии.

1.1. Введение.

1.2. Согласование интересов договаривающихся сторон свободного двустороннего договора.

1.3. Участники конкурентного оптового рынка электроэнергии, заключающие свободные двусторонние договоры.

1.4. Специфика представленных в главе постановок задач планирования свободных двусторонних договоров.

1.5. Модели планирования свободных двусторонних договоров типа I.

1.6. Модели планирования свободных двусторонних договоров типа II.

1.7. Процесс согласования партнерами стоимости свободного двустороннего договора и суммарного объема поставки электроэнергии в рамках договора.

1.8. Учет случайного поведения цен на рынке на сутки вперед.

1.9. Планирование нескольких свободных двусторонних договоров.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика планирования и корректировки свободных двусторонних договоров на конкурентном оптовом рынке электроэнергии»

2.2. Постановка задачи планирования свободного двустороннего договора энергосбытовой организацией с учетом системных ограничений.55

2.3. Планирование свободного двустороннего договора энергосбытовой организацией в случае, когда системные ограничения при прогнозируемом установившемся режиме работы энергосистемы не выполняются.58

2.4. Постановка задачи планирования свободного двустороннего договора генерирующей компанией с учетом системных ограничений.60 2

2.5. Планирование свободного двустороннего договора с учетом выплат за использование инфраструктуры оптового рынка электроэнергии.61

2.6. Заключение по главе II.66

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Черемных, Александр Юрьевич

Основные результаты проведенных в ходе диссертационной работы исследований состоят в следующем:

1. Для планирования свободных двусторонних договоров разработана серия математических моделей при разном сочетании участвующих сторон. При разработке моделей учтены особенности осуществления производственной деятельности различными участниками оптового рынка электроэнергии и взаимосвязь заключаемых СДД с рынком на сутки вперед. Для согласования интересов по свободному двустороннему договору предложено строить зависимости стоимости договора от суммарного объема поставок. Такие зависимости полезны при ведении двусторонних переговоров при согласовании основных параметров СДД;

2. Для учета системных ограничений при планировании свободных двусторонних договоров на период почасового графика целесообразно применять упрощенное моделирование установившихся режимов работы энергосистемы. Введение дополнительных ограничений на производство, транспортировку и потребление электроэнергии позволяет планировать договоры с допустимыми по техническим условиям параметрами;

3. Для более точного планирования СДД предложено учитывать выплаты партнеров по договору за использование инфраструктуры ОРЭ. Это позволяет партнерам по СДД более точно определять необходимые объемы поставок для получения прибыли. Учет выплат разработан в соответствие с действующими законодательными и нормативными положениями, относящимися к сфере ОРЭ России;

4. Обоснована целесообразность использования метода стохастического динамического программирования для планирования СДД. Метод позволяет планировать договоры с большим числом неизвестных и временных интервалов за счет многократного решения более простых задач с небольшим числом переменных на отдельных временных интервалах. Разработан алгоритм реализации метода стохастического динамического программирования с построением функций будущей выручки и учетом случайного характера цен на рынке на сутки вперед. На базе алгоритма разработана исследовательская программа для планирования СДД;

5. Предложено агрегирование прогнозной информации по временным уровням. Планирование СДД с помощью агрегирования информации основывается на построении оптимизационных моделей на иерархических уровнях времени, соответствующих периодам планирования (прогнозирования) электроэнергетических режимов энергосистемы субъектами оперативно-диспетчерского управления. Агрегирование позволяет упростить планирование СДД и снизить риски ОРЭ посредством использования уточненной информации;

6. Рассмотрена задача отслеживания экономической целесообразности действующего договора и необходимости изменения его условий или его расторжения. Для страхования от несения значительных материальных убытков и получения дополнительной прибыли участникам СДД предложено оговаривать возможность и условия внесения изменений в заключаемый договор. Представлены оптимизационные модели, разработанные для решения задачи внесения изменений в условия действующего договора и его расторжения. В оптимизационных моделях учтены дополнительные выплаты за изменение ранее согласованных условий договора;

Предложенные математические модели и разработанные алгоритмы их решения позволяют судить о создании методики планирования свободных двусторонних договоров и их корректировки в условиях конкурентного оптового рынка электроэнергии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Черемных, Александр Юрьевич, 2008 год

1. A. J. Conejo, J. J. Fernandez-Gonzalez, and N. Alguacil, "Energy procurement for large consumers in electricity markets," 1.EE Proc. - Generation, Transmission and Distribution, vol. 152, no. 3, pp. 357-364, May 2005.

2. A. J. Conejo, R. Garcia-Bertrand, M. Carrion, A. Caballero, and A. De Andres, "Optimal involvement in forward markets of a power producer" IEEE Trans, on Power Syst., to be published.

3. A. K. David, "Optimal consumer response for electricity spot pricing," in Proc. IEE Gen., Trans. & Distrib., vol. 135, no.5, pp 378-384, Sep. 1988.

4. Allaz, Blaise; Vila, Jean-Luc: Cournot competition, forward markets and efficiency. In: Journal of Economic Theory 59 (1993), pp. 1-16.

5. Andrew Powell. Trading forward in a imprefect market: The case of electricity in Britain. The Economic Journal 103(417)л444-453, March 1993.

6. Azevedo F., Vale Z. A., Vale A. Decision-Support Tool for the Establishment of Contracts in the Electricity Market, IEEE Bologna Power Tech Conf. June 23th-26th. 2003. Bologna, Italy.

7. B. Daryanian, R. E. Bohn, and R. D. Tabors, "Optimal demand-side response to electricity spot prices for storage-type customers," IEEE Trans. Power Syst., vol. 4, no. 3, pp. 897-903, Aug. 1989.

8. Bessembinder, H., and M. L. Lemmon, Equilibrium pricing and optimal hedging in electricity forward markets, Journal of Finance 57, 1347-1382, 2002.

9. Bjorgan R., Song H., Liu C.-C., Dahlgren R. Pricing Flexible Electricity Contracts// IEEE Trans, on Power Systems. 2000. V. 15. №2. P. 477-482.

10. Borenstein S. The Trouble With Electricity Markets (and some solutions) // Proc. of the Energy Institute. Berkeley: The University of California, January 2001. Paper PWP-081.

11. Borenstein, S., 2000, Understanding competitive pricing and market power electricity markets, The Electricity Journal, July, 49-57.

12. Chin-Woo Tan and Pravin Varaiya. Interruptible electric power service contracts.

13. Journal of Economic Dynamics and Control, 17(3):495-517, May 1993.

14. D. S. Kirschen, "Demand-side view of electricity markets," IEEE Trans. Power Syst., vol. 18, no. 2, pp. 520-527, May 2003.

15. De Vany, A., and W. Walls, 1999, Cointegration analysis of spot electricity prices: Insights on transmission efficiency in the Western U.S., Energy Economics 21, 435-488.

16. Deng, S., 1999, Stochastic models of energy commodity prices: Mean-reversion with jumps and spikes, Working paper, Georgia Institute of Technology.

17. Deng, S., 2000, Pricing Electricity Derivatives Under Alternative Spot Price Models, in Proceedings of the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences.

18. Duffie, D., and S. Gray, 1998, Volatility in energy prices, in R. Jameson and V. Kaminski, eds., Managing Energy Price Risk, Second Edition, Risk Publications, London, UK.

19. E. Tanlapco, J. Lawarree, and C.-C. Liu, "Hedging with futures contracts in a deregulated electricity industry," IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, no. 3, pp. 577582, Aug. 2002.

20. Ettore Caruso, Maria Dicorato, «The Impact of Physical Bilateral Agreements on the Wholesale Electricity Price», Bulk Power System Dynamics and Control VI, August 22-27, 2004, Cortina d'Ampezzo, Italy.

21. F. J. Nogales and A. J. Conejo, "Electricity price forecasting through transfer function models," J. Oper. Res. Soc., vol. 57, no. 3, pp. 350-356, 2006.

22. F. J. Nogales, J. Contreras, A. J. Conejo, and R. Esplnola, "Forecasting next-day electricity prices by time series models," IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, no. 2, pp. 342-348, May 2002.

23. Fred C. Schweppe, Michael C. Caramanis, Richard D. Tabors, and Rodger E. Bohn. Spot Pricing of Electricity Kluwer Academic Publishers, 1988.

24. G. B. Sheble, "Decision analysis tools for GENCO dispatchers," IEEE Trans. Power Syst., vol. 14, no. 2, pp. 745-750, May 1999.

25. G. В. Shrestha, В. К. Pokharel, Т. Т. Lie, and S.-E. Fleten, "Medium term power planning with bilateral contracts," IEEE Trans. Power Syst., vol. 20, no. 2, pp. 627633, May 2005.

26. Gedra T. W. Optional Forward Contracts for Electric Power Markets // IEEE Trans, on Power Systems. 1994. Y. 9. №4. P. 1766-1773.

27. H. M. Yan and H. Z. Yan, "Optimal energy purchases in deregulated California energy markets," in Proc. IEEE Power Eng. Soc. Winter Meeting, vol. 2, pp. 12491254, 2000.

28. H. Niu, R. Baldick, and G. Zhu, "Supply function equilibrium bidding strategies with fixed forward contracts," IEEE Trans. Power Syst., vol.20, no. 4, pp. 1859— 1867, Nov. 2005.

29. Hogan, W., E. Read, and B. Ring, 1996, Using mathematical programming for electricity spot pricing, International Transactions in Operational Research 3(3/4), 209-221.

30. J. Contreras, R. Espinola, F. J. Nogales, and A. J. Conejo, "ARIMA models to predict next-day electricity prices," IEEE Trans. Power Syst., vol. 18, no. 3, pp. 1014-1020, Aug. 2003.

31. J. M. Arroyo and A. J. Conejo, "Optimal response of a thermal unit to an electricity spot market," IEEE Trans. Power Syst., vol. 15, no. 3, pp. 1098-1104, Aug. 2000.

32. J.W.Lamont and S.Rajan, "Strategic bidding in an energy brokerage", IEEE Trans, on Power Systems, vol. 12, no. 4, pp. 1729-1733, Nov. 1997.

33. Johnsen, T. A., S. Verma, and C. Wolfram, 1999, Zonal pricing and demand-side bidding in the Norwegian electricity market, Harvard University Department of Economics working paper.

34. Kellerhals, P., 2001, Pricing electricity forwards under stochastic volatility, University of Ttibingen working paper.

35. Kholodnyi, Valery A., 2000, The stochastic process for power prices with spikes and valuation of European contingent claims on power, working paper.

36. Knittel, С., and M. Roberts, 2001, An empirical examination of deregulated electricity prices, University of California Energy Institute working paper.

37. Longstaff, F., and A. Wang, 2003, Electricity forward prices: A high frequency empirical analysis, UCLA working paper.

38. M. Carrion, A. B. Philpott, A. J. Conejo, and J. M. Arroyo, "A stochastic programming approach to electric energy procurement for large consumers" IEEE Trans, on Power Syst., vol. 22, no. 2, pp. 744-754, May 2007.

39. M. Carrion, A. J. Conejo, and J. M. Arroyo, "Forward contracting and selling price determination for a retailer" IEEE Trans, on Power Syst., to be published.

40. M.A. Plazas, A.J. Conejo, and F.J. Prieto. "Multimarket optimal bidding for a power producer," IEEE Trans. Power Syst., vol. 20, no. 4, pp. 2041-2050, Nov 2005.

41. Mount T. D. Using Weather Derivatives to Improve the Efficiency of Forward Markets for Electricity // Proc. of the Hawaii Intern. Conf. on System Sciences. January, 2002. P. 21-31.

42. Palamarchuk S.I. Forward Contracts for Electricity and Their Correlation with Spot Markets // Proc. of the IEEE PowerTech Conf., Bologna, Italy, June 23-26, 2003, paper 223.

43. Pereira M., Campodonico N. and Kelman R., "Long-term Hydro Scheduling based on Stochastic Models," Proc. of the Intern. Conference on Electrical Power Systems Operation and Management EPSOM'9,. vol. 1, pp. 1-22, Zurich, Switzerland, Sept. 23-25, 1998.

44. R. A. Collins, "The economics of electricity hedging and a proposed modification for the futures contract for electricity," IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, no. 1, pp. 100-107, Feb. 2002.

45. R. Dahlgren, C.-C. Liu, and J. Lawarree, "Risk assessment in energy trading," IEEE Trans. Power Syst., vol. 18, no. 2, pp. 503-511, May 2003.

46. R. J. Kaye, H. R. Outhred, and С. H. Bannister, "Forward contracts for the operation of an electricity industry under spot pricing," IEEE Trans. Power Syst., vol. 5, no. 1, pp. 46-52, Feb. 1990.

47. Rajnish Kamat, Shmuel S. Oren, «Exotic Options for Interruptible Electricity Supply Contracts», University of California Energy Institute, 2539 Charming Way, Berkeley, California 94720-5180, www.ucei.berkeley.edu/ucei, February 2000.

48. Ross Baldick, Sergey Kolos, «Interruptible Electricity Contracts from an Electricity Retailer's Point of View: Valuation and Optimal Interruption», Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin, Austin, TX 78712.

49. Ross Baldick, Sergey Kolos, «Valuation and Optimal Interruption for Interruptible Electricity Contracts», Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin, Austin, TX 78712.

50. S. A. Gabriel, M. F. Gene, and S. Balakrishnan, "A simulation approach to balancing annual risk arid reward in retail electrical power markets,"IEEE Trans. Power Syst, vol. 17, no. '4, pp. 1050-1057, Nov. 2002.

51. S. A. Gabriel, P. Sahakij and S. Balakrishnan. "Optimal retailer load estimates using stochastic dynamic programming." ASCE Journal of Energy Engineering, vol. 130, no. 1, pp. 1-17, April 2004.

52. S. de la Torre, J. M. Arroyo, A. J. Conejo, and J. Contreras, "Pricemaker self-scheduling in a pool-based electricity market: A mixedinteger LP approach," IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, no. 4, pp. 1037-1042, Nov. 2002.

53. S. Talati and J. Bednarz, "Deregulation and opportunities for industrial customers," IEEE Trans. Power Industry Applicat., vol. 34, no. 6, Dec. 1998.

54. S.-E. Fleten and E. Pettersen, "Constructing bidding curves for a pricetaking retailer in the Norwegian electricity market," IEEE Trans. Power Syst., vol. 20, no. 2, pp. 180-187, May 2005.

55. Skantze, Petter, Andrej Gubina, and Marija Ilic, 2000, Bid-based stochastic model for electricity prices: The impact of fundamental drivers on market dynamics, MIT Energy Laboratory Report EL 00-004, MIT. 23.

56. T. Niimura, M. Dhaliwal, and K. Ozawa, "Evaluation of retail electricity supply contracts in deregulated environment," in Proc. IEEE Power Eng. Soc. Summer Meeting, vol. 2, pp. 1058-1062, 2001.

57. Y. Liu and X. Guan, "Purchase allocation and demand bidding in electric power markets," IEEE Trans. Power Syst., vol. 18, no. 1, pp. 106-112, Feb. 2003.

58. Ануфриев И.Е. Самоучитель Matlab 5.3/б.х. СПб.: БХВ Петербург, 2002. 736 с.

59. Аюев Б. И., Ерохин П. М., Шубин Н. Г. Прямые финансовые контракты наэлектрическую энергию. Сб. трудов научно-технической конференции «Энергосистема»: управление, качество, безопасность; Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2001 г.

60. Баркалов С.А., Бурков В.Н., Гилязов Н.М. Методы агрегирования в управлении проектами. М.: ИПУ РАН, 1999 55 с. УДК.65.012

61. Беллман Р. Динамическое программирование. М.,ИЛ, 1960 400 с.

62. Беллман Р., Гликсберг И., Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления. Изд-во Иностранной литературы, Москва, 1962 г.

63. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М., «Наука», 1965. — 458 с.

64. Беллман Р., Калаба Р. Динамическое программирование и современная теория управления. М.: Наука, 1969. - 118 с.

65. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1988.-480 с. - ISBN 5-02013748-0.78. ГОСТ 21027-75.

66. Гультяев А. К. MATLAB 5.3 Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. СПб.: КОРОНА-принт, 2001. - 400 с.

67. Договор о присоединении к торговой системе оптового рынка. Форма договора утверждена решением Наблюдательного совета НП «АТС» (Протокол заседания Наблюдательного совета НП «АТС» № 36 от «31» октября 2003 года).

68. Дьяконов В .П. MatLab. СПб.: Питер, 2001. 553 с.

69. Ефимова Б.Р., Петрова Е.В., Румянцев В.Н. Общая теория статистики; Учебник. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: ИНФРА-М, 2002. - 416 с. - (Серия «Высшее образование»).

70. Информационное письмо Федеральной службы по тарифам от 12 декабря 2005 (http://www.fstrf.ru/press/releases/152).

71. Клер A.M., Деканова Н.П., Санеев Б.Г. и др., Оптимизация развития и функционирования автономных энергетических систем; Новосибирск: Наука, 2001.-144 с.

72. Колемаев В.А. Математическая экономика.- М.: Юнити,1998.

73. Курбатова Е.А. MATLAB 7. Самоучитель. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. — 256 с.

74. Математическое программирование: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. школа, 1980 300с.

75. Медведев В. С., Потемкин В. Г. Control System Toolbox MATLAB 5 для студентов. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. - 287 с.

76. Методические указания по расчету тарифов на услуги по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике. Приложение к приказу Федеральной службы по тарифам РФ от 24 августа 2004 г. N 45-э/4.

77. Методические указания по расчету тарифов на услуги по передаче электрической энергии по единой национальной (общероссийской) электрической сети. Приложение к приказу Федеральной службы по тарифам от 21 марта 2006 г. N 56-э/1.

78. Основы ценообразования в отношении электрической и тепловой энергии в Российской Федерации. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 26.02.2004 г. № 109.

79. Паламарчук С.И. Использование гибких контрактов на поставку электроэнергии и их взаимодействие с краткосрочными рынками. УДК 621.311.1 / Известия Академии Наук; Москва, 2004 год.

80. Паламарчук С.И., Черемных А.Ю. Методика планирования свободных двусторонних договоров на конкурентном оптовом рынке электроэнергии // Научный вестник Новосибирского государственного техническогоуниверситета. Новосибирск, 2008. - №2(31). - С.121-137.

81. Перечень определений и принятых сокращений. Приложение № 14 к договору о присоединении к торговой системе оптового рынка. Утверждено решением Наблюдательного совета НП «АТС». Протокол заседания Наблюдательного совета НП «АТС» № 36 от 31 октября 2003 г.

82. Пикин С. 10 месяцев работы: опыт, проблемы и перспективы.//ЭнергоРынок. Профессиональный журнал, №8, 2004, С. 7-14.

83. Постановление Правительства Российской Федерации от 21 января 2004 г. №24 «Об утверждении стандартов раскрытия информации субъектами оптового и розничных рынков электрической энергии».

84. Потемкин В. Г. Инструментальные средства MATLAB 5.x. М.: Диа-лог-МИФИ, 2000.-336 с.

85. Потемкин В.Г. Система MatLab: Справ, пособие. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997. 350 с.

86. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов Matlab 5.x: В 2 т. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.

87. Правила оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике. Утверждены Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 г. N 854.

88. Правила оптового рынка электрической энергии (мощности) переходного периода. Утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. №529.

89. Правила функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики. Утвержденыпостановлением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2006 г. № 530

90. Приказ ФСТ России № 538-э/6 от «25» декабря 2007 г. Об утверждении тарифов на услуги по передаче электрической энергии по единой национальной электрической сети, оказываемые ОАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы».