Mittauksiin ja ennusteisiin perustuvien sähkötaseen estimointimallien taloudellisen tehokkuuden vertailu
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2004
Major/Subject
Sovellettu matematiikka
Mcode
Mat-2
Degree programme
Language
fi
Pages
iv + 99
Series
Abstract
Sähkömarkkinoiden vapautuminen on asettanut sähköyhtiöt muuttuneeseen markkinaympäristöön. Toimintamallit on jouduttu sovittamaan nopeasti uuteen osittain vakiintumattomaan tilanteeseen. Markkinoiden muutoksen stabiloiduttua syntyneitä toimintamalleja voidaan tarkastella analyyttisesti ja muokata niitä tehokkaammiksi. Sähköntoimituksen hallinta vapautuneilla sähkömarkkinoilla on eräs tarkasteltavista toimintamalleista. Suurimmat muutokset aikaisempaan verrattuna ovat toimituksen rakenteen dynaamisuus sekä tarve estimoida hetkellinen toimituksen ja hankinnan välinen tasapaino eli sähkötase. Toimituksen lyhyen aikavälin ennustaminen on vähintään yhtä tärkeää kuin aikaisemmin, sillä ennustetarkkuus määrää suoraan sähkönhankinnan kustannukset. Ennustemalli täytyy sovittaa vapautuneiden markkinoiden asettamiin vaatimuksiin. Eräs näistä on ennustettavien kohteiden vieminen asiakastasolle, jolloin muutostilanteiden hallinta on mahdollista. Taseen reaaliaikainen estimointi voi perustua joko mittauksiin tai ennusteisiin. Estimaatti sisältää epävarmuutta, jolle voidaan arvioida kustannus. Kun huomioidaan estimointimenetelmien vaatimat lähtötiedot ja laskentajärjestelyt sekä niiden kustannukset, voidaan menetelmiä verrata niiden taloudellisen tehokkuuden suhteen. Työssä on toteutettu toimitusennustemalli sähkömarkkinoilla toimivalle tasevastaavalle. Ennustettavat kohteet on valittu siten, että muutostilanteisiin voidaan mukautua joustavasti ja ulkoisia selittäjiä voidaan hyödyntää mahdollisimman tarkasti. Matemaattisesti kulutus on kuvattu regressiomallilla, jossa on huomioitu kulutuksen jaksollisuus sekä riippuvuus lämpötilasta. Lämpötila on suodatettu vastaamaan vaikutuksen hitautta. Ennustemallilla hallitaan tasevastaavan toimitus lyhyellä aikavälillä, kuluvasta tunnista muutamaan vuorokauteen. Ennustemallin toteutettavuus ja käytettävyys osana päivittäistä suunnittelua sekä tulosten suoraviivainen tulkinta ovat tärkeitä mallirakenteen valintaan vaikuttaneita kriteerejä. Toteutettua ennustemallia on sovellettu sekä sähkönhankinnan suunnitteluun Elspot-markkinoilla että ennusteisiin perustuvan taseen estimointimallin lähtötekijänä. Tase-estimoinnissa on verrattu kahta eri estimointimallia, jotka perustuvat reaaliaikaisiin energiamittauksiin ja ennusteisiin. Estimointivirheelle on arvioitu kustannus, jota on verrattu estimointimenetelmien vaatimien lähtötietojen kustannuksiin. Näin on saatu kriteeri menetelmien taloudelliselle tehokkuudelle. Tehty ennustemalli tukee hyvin tasevastaavan päivittäistä toimituksen ennustamista. Kulutuksen jaksollisuus ja lämpötilariippuvuus on kuvattu normaaliolosuhteissa hyvin, mutta erikoistilanteiden hallinta ja muiden ulkoisten tekijöiden kuin lämpötilan vaikutus on jätetty ennusteen käyttäjän vastuulle. Toteutetulla ennustemallilla reaaliaikainen tase-estimointi voidaan tehdä taloudellisesti tehokkaammin kuin reaaliaikaisiin mittauksiin perustuvalla laskennalla. Tarkastelu pätee tähän mennessä toteutuneella tasesähkön hintatasolla sekä tietyillä oletuksilla tasevastaavan toimintatavoista.Description
Supervisor
Hämäläinen, Raimo P.Thesis advisor
Kosonen, HeikkiKeywords
deregulated electricity market, vapaat sähkömarkkinat, balance management, tasehallinta, short term load forecasting, sähkönkulutuksen ennustaminen