Information Model of an Electricity Procurement Planning System

Abstract

Tasevastaava (TV) toimii sangen turbulenteilla vapautuneilla energiamarkkinoilla, ja kantaa taloudellisen vastuun oman tasealueensa fyysisestä energiataseesta. Kulutuksen ja tuotannon - hankinnan ja toimitusvelvoitteiden - välisen tasapainon ylläpitämistä vaikeuttaa edelleen yhdistetty sähkön ja lämmöntuotanto. Nopeasti muuttuvilla markkinoilla TV kohtaa täten optimointiongelman, jonka vaikeus on peräisin kahdesta lähteestä: toisaalta itse optimoinnin teknisistä ongelmista, toisaalta ongelmalle useista riippumattomista lähteistä peräisin olevan oleellisen informaation jäsentämisestä ja hallinnasta. Tässä diplomityössä keskitytään jälkimmäiseen.

Diplomityöllä on kaksi tavoitetta: ensinnäkin kehittää kattava TV:n energian hankintamalli, ja toiseksi luoda strukturoitu esitysmuoto sille informaatiolle, jonka optimointialgoritmit tarvitsevat toimiakseen TV:n päätöksenteon tukena. Tarkasteltavan päätöksenteon tukijärjestelmän oletetaan rakentuvan siten, että itse järjestelmä ja optimointialgoritmit ovat erotettu toisistaan. Algoritmeja ei valita etukäteen, vaan aiheen käsittely on algoritmeista riippumaton.

Ensimmäisen tavoitteen tarkoituksena on luoda perusta sekä simulointimallille, jota voidaan myöhemmin käyttää esim. optimointitulosten verifiointiin, että tunnistaa optimointialgoritmien informaatiotarpeet. Mallin yksityiskohtaisuuden taso määräytyy pitkälti simulointitarpeiden mukaan; malli on väistämättä liian monimutkainen optimoitavaksi sellaisenaan. Itse malli perustuu kirjallisuudessa esiintyviin komponenttimalleihin ja tekijän omiin valintoihin. Erityisen huomion kohteena on ollut vesivoimamalli. Toisaalta myös järjestelmän informaatiotarpeet kartoitetaan saman matemaattisen mallin pohjalta, jolloin käytetystä algoritmista riippumatta kaikki tarvittava tieto voidaan sisällyttää informaatiomalliin.

Informaatiomallinnuksen tavoitteena on luoda pohja algoritmista riippumattoman tiedon strukturoimiseksi siten, että järjestelmän ja optimointimoduulien välisen rajapintatiedoston luominen sen pohjalta on suoraviivaista. Täten informaatiomallinnuksen lopullisena tavoitteena on yleinen standardoitu pääsy TV:n hankinnansuunnitteluongelman oleelliseen algoritmiriippumattomaan informaatioon. Yleisesti informaatiomallinnus alkaa luomalla ontologia tarkasteltavasta aiheesta ja tunnistamalla sen entiteettien väliset riippuvuussuhteet. Tässä tapauksessa lähtökohtana kuitenkin on ongelman matemaattinen malli ja siten tehtävä poikkeaa tyypillisestä informaatiomallinnusongelmasta. Lähdettäessä liikkeelle matemaattisesta mallista sekä erilliset entiteetit (ontologia) että riippuvuussuhteet ovat helposti tunnistettavissa ja mallin komponenttien käsitemallit syntyvät suoraviivaisesti.