Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian

The implementation of bilateral contracts and balancing electricity market (BCBM) in Ukraine requires solving the number of problems, which concern the definition of mathematical model of central segment of day-ahead market which can operate as power exchange. One of disputable problem is taking int...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
1. Verfasser:	Blinov I.V.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011
Schlagworte:	day-ahead market power exchange electricity market splitting and integrating.
Online Zugang:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/419
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Institution

System Research in Energy

_version_	1871103762271043584
author	Blinov I.V.
author_facet	Blinov I.V.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Blinov I.V.", "institution": null } ]
author_sort	Blinov I.V.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:39Z
description	The implementation of bilateral contracts and balancing electricity market (BCBM) in Ukraine requires solving the number of problems, which concern the definition of mathematical model of central segment of day-ahead market which can operate as power exchange. One of disputable problem is taking into account the network constraints in this segment of BCBM.The article presents the way of taking into account the network constraints, which is based on splitting of day-ahead market into several markets with determination of a zonal marginal price in each zone and further integration of markets to meet an electricity demand in zones of generation shortage by exports of electricity from zones with surplus generation.This approach combines main principles of taking into account the network constraints in day-ahead market: splitting and integrating the electricity markets. The above approach allows to reduce the weighted average price on the national power exchange and to estimate amount and prices of electricity export and import between different markets.
first_indexed	2026-03-24T02:01:42Z
format	Article
fulltext	49ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 2 (25) Сьогодні в Україні відбувається процес впровад� ження нової конкурентної моделі ринку елек� троенергії – ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку (РДДБ). Модель РДДБ має на меті: забезпечення надійного та безпере� бійного задоволення потреб споживачів в елек� троенергії за оптимальною ціною на основі конкуренції між виробниками і постачальника� ми з урахуванням економічно обґрунтованих витрат на її виробництво, передачу та постачан� ня; забезпечення фінансової стабільності й прибутковості підприємств електроенергетич� ної галузі; подальший розвиток конкурентного середовища на ринку електроенергії. Одним із центральних сегментів РДДБ є ринок “на добу наперед”, що має бути організо� ваний на основі біржі електроенергії. При цьому одним з найбільш дискусійних є питан� ня необхідності врахування мережевих обме� жень у цьому сегменті РДДБ. Повне врахуван� ня мережевих обмежень на ринку “на добу наперед” призводить до розв’язання задачі оптимізації балансу активної потужності в енергосистемі з урахуванням заявок та пропо� зицій учасників ринку та втрат на передачу електричної енергії [3]. Однак переважна біль� шість бірж країн Європи не враховує мережеві обмеження на національному рівні, що дозво� ляє отримати єдину ціну на ринку “на добу наперед”, яка є індикатором для усіх інших сег� ментів ринку та використовується при здій� сненні міждержавної торгівлі електроенергією [5]. Виключенням з правил є Німеччина, Нор� вегія, Італія та Іспанія, в яких проводиться роз� ділення національних енергосистем на обла� сті – так звані “зони вільного перетоку” (ЗВП), у середині яких не передбачаються проблеми з транзитом електроенергії відповідно до обсягів електроенергії, що куплені або продані на біржі, або ці проблеми не враховуються на рівні біржі, а розв’язуються виключно на балансую� чому ринку, причому підходи до визначення ціни на електроенергію у таких випадках є досить різними і залежать від правил ринку кожної країни. Слід зазначити, що якщо на біржі не врахо� вуються мережеві обмеження, то вони повинні бути враховані на балансуючому ринку елек� троенергії шляхом надання з боку системного оператора великої кількості додаткових команд на “дозавантаження” одних та “розвантаження” інших електростанцій, що обумовлюється вимогами до можливості реалізації та надійно� сті електричного режиму. Існують два варіанти розв’язання систем� ним оператором такої задачі зі збереженням ринкового підходу до оптимізації балансу між виробництвом та споживанням електроенергії. Перший варіант полягає в тому, що системний оператор відхиляє деякі з прийнятих на біржі цінових пропозицій від виробників, що знахо� дяться в області профіциту генерування, з урахуванням визначеної в цінових пропозиціях вартості розвантаження, та подає команду на завантаження електростанцій в області дефіци� ту генерування за ціною, що формується на балансуючому ринку. Для української енерго� системи, де досить часто доводиться виконува� ти перерозподіл виробництва електроенергії з метою розв’язання мережевих обмежень, такий шлях може бути в деяких випадках збитковим для системного оператора і прийнятний лише в окремих позаштатних (наприклад, післяаварій� них) станах. Інший варіант розв’язання цієї УДК 339.17:339.33:621.316 І.В. БЛІНОВ, канд. техн. наук Інститут електродинаміки НАН України, м. Київ ЗОНАЛЬНЕ ЦІНОУТВОРЕННЯ ЯК СПОСІБ ВРАХУВАННЯ МЕРЕЖЕВИХ ОБМЕЖЕНЬ НА БІРЖІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ Наведено спосіб врахування мережевих обмежень на транспортування електроенергії під час біржових торгів шляхом розділення цього сегмента ринку на декілька ринків з подальшим їх об'єднанням з метою балансування попиту та пропозиції щодо експорту та імпорту електроенергії між цими ринками. К л ю ч о в і с л о в а: ринок на добу наперед, біржа електроенергії, розділення та об'єднання ринків електроенергії © І.В. БЛІНОВ, 2011 задачі – змушувати виробників електроенергії, що розвантажуються, перекуповувати електро� енергію у інших виробників. Однак, оскільки собівартість виробництва електроенергії в Україні досить сильно різниться навіть для електростанцій з однаковим видом палива, це може призводити до прямих збитків виробни� ків електроенергії з відносно низькою собівар� тістю виробництва. У результаті під час торгів на біржі виробники стимулюватимуться до завищення цін на електроенергію – з метою недопущення фінансових збитків у разі при� мусового розвантаження і необхідності додат� ково купувати більш дорогу електроенергію. Тобто сам факт можливості примусової купівлі електроенергії виробниками може призвести до значного зростання цін на біржі. Одним із можливих способів врахування мережевих обмежень при впровадженні біржі електроенергії в Україні є розділення цього сег� мента ринку на ЗВП, які можуть бути виділені в результаті аналізу контрольованих систем� ним оператором перетинів, з подальшим об’єд� нанням цих зон та розрахунку балансу експор� ту/імпорту електроенергії між ЗВП. Врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії. Функціонування біржі елек� троенергії засновано на розв’язанні задачі розра� хунку результатів двостороннього аукціону з купівлі�продажу електроенергії. Такий аукціон може бути представлений як задача лінійної оптимізації, де критерії цільової функції перед� бачають мінімізацію дисбалансу між попитом та пропозицією на електроенергію за умов макси� мізації сумарної вартості електроенергії, визна� ченої у виграшних заявках покупців, та мініміза� ції сумарної вартості електроенергії, визначеної у виграшних пропозиціях продавців. Нижче наведено математичний опис цієї задачі [2]: де ССj, РСj – відповідно питома ціна та заявлена потужність j�го лоту покупців (споживання електричної енергії); СВі, РВі – відповідно пито� ма вартість та заявлена потужність і�го лоту про� давців (виробництво електричної енергії). Для врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії застосовуються два основ� них класи обмежень: обмеження балансу попиту та пропозицій для ЗВП та обмеження перетоків між ЗВП з урахуванням “транзитних” ЗВП. Для розгляду цих обмежень введемо припу� щення, що спрощують аналіз технологічних обмежень, а саме: наявних засобів регулювання режиму в енергосистемі достатньо для реаліза� ції потокорозподілу між ЗВП; наявних резервів генерування реактивної потужності достатньо для підтримки режиму енергосистеми в цілому; втрати потужності, що виникають при транс� портуванні електроенергії від виробника до споживача, враховуються при оцінці прогнозо� ваного навантаження. Перша необхідна умова забезпечення балан� су потужностей в енергосистемі – технологічне обмеження для профіцитної ЗВП. Сумарна генерація активної потужності в окремо взятій ЗВП не може бути більшою за суму прогнозованого навантаження та макси� мально допустимого значення експорту потуж� ності до інших ЗВП: де PГi – активна потужність генерування, вказа� на в пропозиції щодо продажу електроенергії і�м продавцем в ЗВП; PГДДi – активна потуж� ність генерування, що продана по двосторонніх договорах і�м продавцем ЗВП; PНПj – прогнозо� вана активна потужність навантаження у j�го покупця в ЗВП; PЕДk – максимально допусти� мий перетік активної потужності при експорті в інші зони через k�ий перетин з іншою ЗВП. Слід відзначити, що права частина (2) є не� змінним та визначеним заздалегідь значенням (сумарне прогнозоване навантаження), що від� повідає максимально допустимому рівню гене� рування в окремо взятій ЗВП під час проведен� ня двостороннього аукціону щодо купівлі�про� дажу електроенергії на біржі. Аналогічно визначаються обмеження для дефіцитної ЗВП щодо купівлі активної потуж� ності. Таким чином, саме невиконання умови (2) і призводить до необхідності розділення єдиного ринку “на добу наперед” на декілька цінових зон. У результаті на основі вже поданих заявок та пропозицій додатково організуються аукціо� ни по кожній з виділених зон, після чого вико� 50 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 2 (25) І.В. БЛІНОВ { } { } = = = = ⎧ × → =⎪ ⎪ ⎪⎪ × → =⎨ ⎪ ⎪ − →⎪ ⎪⎩ ∑ ∑ ∑ ∑ 1 1 1 1 max, 1, 2, ..., min, 1, 2, ..., min, m Cj Cj j n Bi Bi i n m Bi Cj i j C P j m C P i n P P (1) = = = = + ≤ +∑ ∑ ∑ ∑ 1 1 1 1 , JI I K Гi ГДДi НПj ЕДk i i j k P P P P (2) 51ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 2 (25) Зональне ціноутворення як спосіб врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії нується об’єднання цих зон для формування єдиної цінової зони, але вже з урахуванням експорту/імпорту електроенергії по “проблем� них” перетинах. Блок�схема цього процесу зображена на рис. 1. Оскільки наведений на цьому рисунку про� цес передбачає розрахунок результатів двосто� роннього аукціону з купівлі�продажу для кож� ної окремо виділеної ЗВП у відповідності з (1), це призводить до появи не тільки фізичного виділення ЗВП по різні боки контрольованого перетину, але також і до формування різної маргінальної ціни в них. Виникнення різних цін обумовлено форму� ванням інших, порівняно із загальним аукціо� ном, кривих попиту та пропозиції, що відповідно призводить до нового розрахунку рівноважного обсягу та рівноважної (маргінальної) ціни дво� стороннього аукціону. При цьому виникає інший незадоволений попит та інша незадоволена про� позиція щодо купівлі�продажу електроенергії, що спричинює необхідність експорту електро� енергії із ЗВП з профіцитом генерації та можли� вість її імпорту в ЗВП з дефіцитом генерації. У даному випадку одним із можливих варі� антів вирішення проблеми імпорту та експорту електроенергії є злиття ринків між ЗВП [4, 6] по різні боки контрольованого перетину з метою зведення балансу попиту в ЗВП з дефі� цитом генерації та пропозиції в ЗВП з профіци� том генерації. Такі механізми використовують� ся, наприклад, при торгівлі електроенергією Розділення ринку на декілька ринків у межах зон «вільного перетоку» між контрольованими перетинами Ні Розрахунок результатів двостороннього аукціону з купівлі-продажу для кожної окремо виділеної зони Розрахунок необхідних обсягів експорту та імпорту електроенергії між зонами по різні боки контрольованого перетину Злиття ринків між зонами по різні боки контрольованого перетину з метою зведення балансу попиту в дефіцитній зоні та пропозиції в профіцитній зоні з урахуванням двосторонніх договорів та мережевих обмежень між зонами Єдина ціна на біржі Укладені угоди на ринку двосторонніх договорів та угоди щодо купівлі-продажу електроенергії на біржі Розрахунок перетоків по контрольованих перетинах між зонами Перетоки сумісні з наявною пропускною спроможністю Так Рис. 1 між країнами Європи в рамках єдиних бірж електроенергії (EEX, NordPool). На рис. 2 наведено приклад формування обсягів експорту та імпорту між ЗВП по різні боки контрольованого перетину. Маргінальна ціна в кожній зоні розраховується на перетині кривих попиту та пропозиції згідно з (1). Необхідність експорту певного обсягу електро� енергії із ЗВП з профіцитом генерації може бути представлена як додаткова пропозиція. У свою чергу, необхідність імпорту в ЗВП з дефі� цитом генерації може бути представлена як додатковий попит. Криву чистого експорту із однієї ЗВП до іншої може бути визначено на основі зіставлен� ня маргінальних цін Ц, що склалися в цих ЗВП, та необхідного обсягу чистого експорту (імпорту) електроенергії. Так, крива чистого експорту без врахування пропускної спромож� ності контрольованого перетину між ЗВП ви� значається як різниця між можливим обсягом експорту із ЗВП “А” (наданим як пропозиція щодо продажу електроенергії на двосторонньо� му аукціоні в ЗВП “А”) та необхідним обсягом імпорту до ЗВП “В” (наданим як попит щодо купівлі електроенергії на двосторонньому аук� ціоні в ЗВП “В”). Причому у якості обмеження при визначенні кривої чистого експорту із ЗВП “А” до ЗВП “В” виступає різниця між маргі� нальними цінами, що склалися в різних ЗВП (ЦА – ЦВ). На рис. 3 наведено приклад визначення обсягу експорту необхідної кількості електрич� ної енергії із ЗВП з профіцитом генерації до 52 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 2 (25) І.В. БЛІНОВ Рис. 2 Рис. 3 53ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2011, вип. 2 (25) Зональне ціноутворення як спосіб врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії ЗВП з дефіцитом генерації з урахуванням обмеження на пропускну здатність перетину між цими зонами та двосторонніх договорів між учасниками ринку по різні боки контро� льованого перетину. Як видно з рис. 3, обсяги електроенергії, що продані по двосторонніх договорах на постачан� ня електроенергії із ЗВП “А” до ЗВП “В”, можуть бути враховані при визначенні сумарного обсягу експорту із ЗВП “А” до ЗВП “В” шляхом іх дода� вання до кривої чистого експорту. Зазначимо, що при відсутності обмежень на пропускну спроможність контрольованого перетину між ЗВП ціна в усіх ЗВП є однако� вою і сумарний обсяг експорту із однієї ЗВП до іншої з урахуванням двосторонніх договорів може бути передано. Однак за умови появи обмеження на пропу� скну спроможність контрольованого перетину між ЗВП маргінальні ціни в обох ЗВП стають різними (рис. 2), і в цьому випадку ціна елек� троенергії при її експорті буде визначатися різницею між маргінальними цінами в ЗВП (ЦА – ЦВ) з урахуванням необхідних обсягів експорту/імпорту електроенергії. Для випадку, що розглядається, продаж електроенергії здій� снюється із ЗВП “А” до ЗВП “В” по ціні ЦА, а купівля електроенергії – по ціні Ц*В. При цьому також слід врахувати обсяги електро� енергії, які постачаються по двосторонніх дого� ворах із ЗВП “В” до ЗВП “А”, що зменшує загальний обсяг експорту електроенергії із однієї ЗВП до іншої. Для зменшення загальної ціни на обсяги експорту електроенергії із ЗВП “А” до ЗВП “В” доцільно знаходити цю ціну на точці перетину кривих попиту та пропозиції на обсяги електроенергії по вже укладених дво� сторонніх договорах (рис. 3). Різниця між цінами, що склалися у різних ЗВП, є маржею оператора ринку і може бути використана відповідно до правил ринку, наприклад, для вирішення проблем збільшення пропускної спроможності контрольованого перетину між цими зонами. Таким чином, наведений спосіб врахування мережевих обмежень між ЗВП на біржі елек� троенергії шляхом розділення ринку “на добу наперед” на декілька ринків дозволяє зменши� ти середньозважену ціну на електроенергію в цілому. Подальше об’єднання ринків у єдиний ринок дозволяє задовольнити попит у ЗВП з дефіцитом генерації за рахунок використання генерації з ЗВП з профіцитом пропозицій за цінами, які згодні платити покупці та які згодні отримувати продавці цієї електроенергії. За� значений підхід є доцільним як при запровад� женні біржі електроенергії в України, так і в майбутньому при створенні єдиного ринку електроенергії України та країн Європи. 1. Блінов І.В., Парус Є.В., Попович В.І., Казанська О.Г., Гварішвілі О.Й. Імітаційна модель розрахунку результатів аукціону з купівлі�продажу елек� тричної енергії. Аспекти практичної реалізації // Електропанорама. – 2010. – № 10. – С. 16–18. 2. Кириленко О.В., Блінов І.В., Парус Є.В. Визначен� ня результатів аукціону з купівлі�продажу елек� тричної енергії // Проблеми загальної енергети� ки. – 2010. – Вип. 3 (23). – С. 5–12. 3. Кириленко А.В., Прихно В.Л. Оптимизация режи� мов работы энергосистем в условиях рынка элек� троэнергии // Праці ІЕД НАНУ. – 2009. – Спец. вип.: “Енергетичні ринки”. – С. 3–10. 4. Flow�based market coupling. A joint ETSO�Euro� PEX proposal for cross�border congestion manage� ment and integration of electricity markets in Euro� pe // Association of European Power Exchanges. – 2004. – 26 р. 5. Power exchange spot market trading in Europe: the� oretical considerations and empirical evidence // OSCOGEN. – 2002. – 29 р. 6. Using Implicit Auctions to Manage Cross�Border Congestion: Decentralised Market Coupling // Association of European Power Exchanges. – 2003. –14 р. Надійшла до редколегії: 07.04.2011
id	systemreorg-article-419
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:13:21Z
publishDate	2011
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/af/df3824da0f75e7ff021879f49031edaf.pdf
spelling	systemreorg-article-4192026-07-18T12:57:39Z Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian Зональне ціноутворення як спосіб врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії Blinov I.V. day-ahead market, power exchange, electricity market splitting and integrating. ринок на добу наперед, біржа електроенергії, розділення та об’єднання ринків електроенергії. The implementation of bilateral contracts and balancing electricity market (BCBM) in Ukraine requires solving the number of problems, which concern the definition of mathematical model of central segment of day-ahead market which can operate as power exchange. One of disputable problem is taking into account the network constraints in this segment of BCBM.The article presents the way of taking into account the network constraints, which is based on splitting of day-ahead market into several markets with determination of a zonal marginal price in each zone and further integration of markets to meet an electricity demand in zones of generation shortage by exports of electricity from zones with surplus generation.This approach combines main principles of taking into account the network constraints in day-ahead market: splitting and integrating the electricity markets. The above approach allows to reduce the weighted average price on the national power exchange and to estimate amount and prices of electricity export and import between different markets. Впровадження в Україні моделі ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку (РДДБ) потребує вирішення низки питань, пов’язаних із визначенням математичної моделі центрального сегмента РДДБ – ринку «на добу наперед», що може функціонувати як біржа електроенергії. Одним з дискусійних є питання врахування мережевих обмежень у цьому сегменті РДДБ.У статті наведено спосіб врахування мережевих обмежень, що основується на розділенні ринку електроенергії «на добу наперед» на декілька ринків з визначенням зональної маргінальної ціни по кожній зоні та подальшим об’єднанням цих ринків для задоволення попиту на електроенергію в зонах дефіциту генерації за рахунок експорту електроенергії із зон з профіцитом генерації електроенергії.Запропонований спосіб об’єднує два основні підходи до врахування мережевих обмежень на ринку «на добу наперед»: розділення та злиття ринків електроенергії. Розглянутий спосіб дозволяє знизити середньозважену ціну на біржі електроенергії в країні, а також розрахувати обсяги та ціни при здійсненні експорту та імпорту електроенергії між різними ринками. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2011-04-13 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/419 System Research in Energy; No. 2 (25) (2011): The Problems of General Energy; 49-53 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (25) (2011): Проблеми загальної енергетики; 49-53 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/419/359 Copyright (c) 2011 Blinov I.V. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	day-ahead market power exchange electricity market splitting and integrating. Blinov I.V. Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title	Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title_alt	Зональне ціноутворення як спосіб врахування мережевих обмежень на біржі електроенергії
title_full	Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title_fullStr	Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title_full_unstemmed	Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title_short	Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian
title_sort	zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange language: ukrainian
topic	day-ahead market power exchange electricity market splitting and integrating.
topic_facet	day-ahead market power exchange electricity market splitting and integrating. ринок на добу наперед біржа електроенергії розділення та об’єднання ринків електроенергії.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/419
work_keys_str_mv	AT blinoviv zonalpricingasawaytotakeintoaccountnetworkconstraintsonpowerexchangelanguageukrainian AT blinoviv zonalʹnecínoutvorennââksposíbvrahuvannâmereževihobmeženʹnabíržíelektroenergíí

Zonal pricing as a way to take into account network constraints on power exchange Language: Ukrainian

Institution

Ähnliche Einträge