Содержание
Использование нейронной сети для построения краткосрочного прогноза электропотребления ООО «Омская энергосбытовая компания»
Том 327 № 8 (2016)
Актуальность работы обусловлена требованиями действующего законодательства к прогнозированию электропотребления на рынке «на сутки вперед» для субъектов оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Большая часть электроэнергии в России производится путем сжигания твердых полезных ископаемых. По данным отчета ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» за 2015 г. доля выработки электроэнергии по типам электростанций ЕЭС России составляет: 59,8 % — для тепловых электростанций, 15,6 % — для ветряных и солнечных электростанций, 19 % — для атомных электростанций и 5,6 % — для электростанций промышленных предприятий. При этом одной из основных задач, связанных с генерацией электрической энергии и ее потреблением, является задача поддержания баланса мощностей. С одной стороны, при увеличении плановой нагрузки могут возникнуть перебои в поставке электроэнергии, с другой стороны, уменьшение электропотребления приведет также к уменьшению КПД электростанций, и в конечном счете — к повышению стоимости на электроэнергию как для субъекта оптового рынка электроэнергии и мощности, так и для конечного потребителя. Увеличение точности прогнозирования электропотребления позволяет соблюдать баланс мощностей и эффективно использовать георесурсы для генерации электроэнергии, с учетом специфики потребителя. Для решения этих задач в России в 2004 г. был введен оптовый рынок электроэнергии и мощности, который функционирует и сейчас. В соответствии с правилами взаимодействия между субъектом оптового рынка электроэнергии и мощности и ОАО «АТС», субъекты оптового рынка электроэнергии и мощности обязаны осуществлять ежедневный почасовой прогноз в режиме «на сутки вперед». Для обеспечения качественного прогнозирования электропотребления субъектам оптового рынка электроэнергии и мощности необходимо подготовить нормативную базу, разработать методику построения прогноза электропотребления, а также просчитать риски, связанные с точностью используемых моделей.


Ключевые слова:
анализ, данные, нейронные сети, прогнозирование, электропотребление, электроэнергия, оптовые рынки, мощности
Авторы:
Виктор Ильич Потапов
Александр Сергеевич Грицай
Дмитрий Александрович Тюньков
Глеб Эдуардович Синицин
Скачать bulletin_tpu-2016-v327-i8-04.
Функционирование оптового рынка электроэнергии и мощности
В настоящее время на территории России действует двухуровневый рынок электроэнергии и мощности (оптовый и розничный). На оптовом рынке продавцами и покупателями являются генерирующие компании, операторы экспорта/импорта электроэнергии, сбытовые организации, сетевые компании (в части приобретения электроэнергии для покрытия потерь при передаче), крупные потребители. Субъекты оптового рынка могут выступать в роли как продавцов, так и покупателей электроэнергии и мощности. Для получения статуса участника оптового рынка организация должна удовлетворять требованиям, изложенным в утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12. 2010. № 1172 Правилах оптового рынка электрической энергии (мощности) и в Договоре о присоединении к торговой системе оптового рынка.
Оптовый рынок электроэнергии и мощности функционирует на территории регионов, объединенных в ценовые зоны. В первую ценовую зону входят территории Европейской части России и Урала, во вторую – Сибирь.
На оптовом рынке присутствуют два товара – электроэнергия и мощность. Мощность – особый товар, покупка которого предоставляет участнику оптового рынка право требования к продавцу мощности поддержания в готовности генерирующего оборудования для выработки электроэнергии установленного качества в объеме, необходимом для удовлетворения потребности в электрической энергии данного участника.
В существующем сегодня виде оптовый рынок электроэнергии функционирует с 1 сентября 2006 года, когда постановлением Правительства Российской Федерации были введены новые правила функционирования оптового рынка электроэнергии (мощности).
На оптовом рынке электроэнергии функционируют несколько секторов, различающихся условиями заключения сделок и сроками поставки: сектор регулируемых договоров, сектор свободных договоров, рынок на сутки вперед, балансирующий рынок.
С 2011 года в пределах ценовых зон оптового рынка электроэнергии и мощности регулируемые договоры (РД) заключаются только в отношении объемов электроэнергии и мощности, предназначенных для поставок населению, приравненным к населению группам потребителей, а также контролируемым гарантирующим поставщикам.
Цены (тарифы) на поставку электрической энергии и мощности по регулируемым договорам рассчитываются по определяемым федеральным органом исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов формулам индексации цен. Объемы поставки электроэнергии и мощности по РД устанавливаются в рамках формируемого Федеральной службой по тарифам сводного прогнозного баланса производства и поставок электрической энергии таким образом, чтобы для включенного в сводный баланс производителя электроэнергии и мощности поставки по РД не превышали 35% от полного объема поставки электрической энергии (мощности) на оптовый рынок, определенного в балансовом решении для соответствующего производителя.
Объемы электроэнергии, не покрываемые регулируемыми договорами, реализуются по нерегулируемым ценам в рамках свободных договоров, рынка на сутки вперед (РСВ) и балансирующего рынка (БР).
В рамках свободных договоров участники рынка самостоятельно определяют контрагентов, цены и объемы поставки.
Рынок на сутки вперед (РСВ) представляет собой проводимый коммерческим оператором (ОАО «АТС») конкурентный отбор ценовых заявок поставщиков и покупателей за сутки до реальной поставки электроэнергии с определением цен и объемов поставки на каждый час суток. На РСВ осуществляется маржинальное ценообразование, то есть, цена определяется путем балансирования спроса и предложения и распространяется на всех участников рынка. Цена РСВ определяется для каждого из порядка 8000 узлов обеих ценовых зон.
Индексы цен и объемы торговли РСВ публикуются в ежедневном режиме на сайте ОАО «АТС».
Для снижения рисков манипулирования ценами на РСВ введена система стимулирования участников к подаче конкурентных ценовых заявок – в соответствии с правилами торговли, в первую очередь удовлетворяются заявки на поставку электроэнергии с наименьшей ценой.
Объемы электроэнергии, реализуемой в рамках двусторонних договоров и РСВ, формируют плановое потребление электроэнергии. Однако фактическое потребление неизбежно отличается от планового. Торговля отклонениями от планового производства/потребления осуществляется в режиме реального времени на балансирующем рынке. При этом за каждые 3 часа до часа фактической поставки системный оператор (ОАО «СО ЕЭС») проводит дополнительные конкурентные отборы заявок поставщиков с учетом прогнозного потребления в энергосистеме, экономической эффективности загрузки станций и требований системной надежности.
Отклонения фактического потребления от планового квалифицируются собственными или внешними инициативами. Собственная инициатива возникает по причине действий участника рынка (потребителя или поставщика), внешняя – в результате команд Системного оператора или аварии, приведшей к вынужденному изменению режима производства или потребления электроэнергии. Для определения стоимости отклонений для различных видов инициатив используются расчетные формулы (срезки), рассчитываемые на каждый час суток для каждого узла расчетной модели.
С 1 июня 2008 года торговля мощностью осуществляется на основе конкурентного отбора мощности (КОМ), проводимого системным оператором.
Переходный рынок мощности обеспечил возможность реализации части мощности по нерегулируемым ценам, в рамках договоров купли-продажи электроэнергии и мощности (СДЭМ), в том числе на бирже, и купли-продажи мощности по результатам конкурентного отбора. Постановлением Правительства РФ №89 от 24 февраля 2010 года утверждены изменения в Правила оптового рынка, обеспечивающие запуск модели долгосрочного рынка мощности (ДРМ). Как и в части торговли электроэнергией, с 2011 года по регулируемым договорам поставляется мощность только в объемах, необходимых для поставки населению и приравненным категориям потребителей.
Рынки электроэнергии | Федеральная комиссия по регулированию энергетики
Традиционные оптовые рынки электроэнергии существуют в основном на юго-востоке, юго-западе и северо-западе, где коммунальные предприятия отвечают за эксплуатацию и управление системой и, как правило, за обеспечение электроэнергией розничных потребителей. Коммунальные предприятия на этих рынках часто являются вертикально интегрированными – им принадлежат системы генерации, передачи и распределения, используемые для обслуживания потребителей электроэнергии. Они могут также включать федеральные системы, такие как Управление энергетики Бонневилля, Управление долины Теннесси и Управление энергетики Западной области. Оптовая торговля физической электроэнергией обычно осуществляется посредством двусторонних транзакций, и, хотя исторически отрасль торговала электроэнергией посредством двусторонних транзакций и соглашений об объединении электроэнергии, Приказ № 888 продвигал концепцию независимых системных операторов (ISO).
Помимо содействия открытому доступу к передаче, ИСО управляют системой передачи независимо от участников оптового рынка и поощряют конкуренцию за производство электроэнергии. Несколько групп владельцев трансмиссии сформировали ISO, некоторые из существующих энергетических пулов. В Приказе № 2000 Комиссия призвала коммунальные предприятия присоединиться к региональным организациям по передаче (RTO), которые, подобно ISO, будут эксплуатировать системы передачи и разрабатывать инновационные процедуры для справедливого управления передачей. У каждой из ISO и RTO есть рынки энергии и вспомогательных услуг, на которых покупатели и продавцы могут делать ставки или предлагать генерацию. ISO и RTO используют рынки, основанные на торгах, для определения экономической эффективности. В то время как основные районы страны работают в рамках более традиционных рыночных структур, две трети электрической нагрузки страны обслуживаются в регионах RTO.
Калифорния (CAISO)
Калифорнийский независимый системный оператор (CAISO) управляет конкурентным оптовым рынком электроэнергии и управляет надежностью своей сети передачи.
CAISO была основана в 1998 году и стала полнофункциональной ISO в 2008 году. Рынок энергетического дисбаланса был запущен в 2014 году с PacifiCorp в качестве первого члена или организации EIM. EIM обслуживает части Аризоны, Орегона, Невады, Вашингтона, Калифорнии, Юты, Вайоминга и Айдахо.
Мидконтинент (MISO)
MISO управляет системой передачи и централизованным диспетчерским рынком в частях 15 штатов Среднего Запада и Юга, простирающихся от Мичигана и Индианы до Монтаны и от канадской границы до южных оконечностей Луизианы и Миссисипи.
MISO не была энергетическим пулом до того, как в декабре 2001 г. была организована в качестве ISO. Она начала работу на рынке в апреле 2005 г. В январе 2009 г. MISO начала работу на рынке вспомогательных услуг и объединила свои 24 отдельные балансирующие зоны в единую балансирующую зону. В 2013 году RTO начала свою деятельность в Южном регионе MISO, включая предприятия Entergy, Cleco и South Mississippi Electric Power Association, среди прочего, в некоторых частях Арканзаса, Миссисипи, Луизианы и Техаса.
Новая Англия (ISO-NE)
В качестве RTO Новой Англии ISO-NE отвечает за работу оптовых рынков электроэнергии, на которых торгуются электроэнергия, мощность, контракты на перегрузку передачи и сопутствующие товары, в дополнение к администрированию аукционов по продаже емкости.

Нью-Йорк (NYISO)
Создание Независимого системного оператора Нью-Йорка (NYISO) было санкционировано FERC в 1998 г. и запущено 1 декабря 1999 г. Деятельность NYISO охватывает весь штат Нью-Йорк. NYISO отвечает за работу оптовых рынков электроэнергии, на которых торгуются электроэнергия, мощность, контракты на перегрузку при передаче и сопутствующие товары, в дополнение к администрированию аукционов по продаже мощности. NYISO управляет высоковольтной сетью электропередач в Нью-Йорке и осуществляет долгосрочное планирование.
Хронические ограничения передачи в NYISO наблюдаются в юго-восточной части штата, ведущей в Нью-Йорк и Лонг-Айленд. Из-за густонаселенности Нью-Йорк и Лонг-Айленд являются крупнейшими потребителями электроэнергии. Следовательно, энергия течет с запада и севера к этим двум крупным рынкам, подталкивая передающие объекты к пределу их эксплуатационных возможностей. Это приводит к ограничениям передачи в нескольких ключевых областях, что часто приводит к повышению цен на рынках Нью-Йорка и Лонг-Айленда
Северо-Запад
Запад включает Северо-Западный энергетический пул (NWPP), Энергетический район Скалистых гор (RMPA) и Энергетический район Аризоны, Нью-Мексико, Южной Невады (AZ/NM/SNV) в рамках Западного координационного совета по электроэнергии ( WECC), региональная организация.
СЗПП состоит из всех или большей части штатов Вашингтон, Орегон, Айдахо, Вайоминг, Монтана, Невада и Юта, небольшой части Северной Калифорнии и канадских провинций Британская Колумбия и Альберта. Эта обширная территория охватывает 1,2 миллиона квадратных миль. Он состоит из 20 БА. Пиковый спрос составляет 54,5 ГВт летом и 63 ГВт зимой. Имеются 80 ГВт генерирующих мощностей, в том числе 43 ГВт гидроэлектростанций.
PJM
PJM Interconnection управляет конкурентным оптовым рынком электроэнергии и управляет надежностью своей сети передачи. PJM обеспечивает открытый доступ к передаче и осуществляет долгосрочное планирование. При управлении сетью PJM централизованно распределяет генерацию и координирует движение оптовой электроэнергии во всех или части 13 штатов (Делавэр, Иллинойс, Индиана, Кентукки, Мэриленд, Мичиган, Нью-Джерси, Северная Каролина, Огайо, Пенсильвания, Теннесси, Вирджиния и др.
Компания PJM была основана в 1927 году как объединение трех коммунальных предприятий, обслуживающих клиентов в Пенсильвании и Нью-Джерси. В 1956 году, с добавлением двух коммунальных предприятий Мэриленда, он стал межсетевым соединением Пенсильвания-Нью-Джерси-Мэриленд, или PJM. PJM стала полностью функционирующей ISO в 1996 году, а в 1997 году она представила рынки с ценообразованием на основе предложений и ценообразованием на местном рынке (LMP). PJM был назначен RTO в 2001 году.
Юго-восток
Юго-восточный рынок электроэнергии является двусторонним рынком, который включает всю или часть Флориды, Джорджии, Алабамы, Миссисипи, Северной Каролины, Южной Каролины, Миссури и Теннесси. Он охватывает все или часть двух регионов NERC: Координационный совет по надежности Флориды (FRCC) и Юго-восточный совет по надежности электроснабжения (SERC).
Правила конкурсных торгов Комиссии по коммунальным услугам Флориды (PSC) требуют, чтобы коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам (IOUs), выдавали запросы предложений для любого нового генерирующего проекта мощностью 75 МВт или более, за исключением однотактных турбин внутреннего сгорания. PSC может отменить требование о проведении торгов, если долговая расписка может продемонстрировать, что это не отвечает интересам налогоплательщиков.
Southwest
Юго-западный рынок электроэнергии охватывает субрегионы Western Electric Coordinating Council (WECC) Аризоны, Нью-Мексико, южной Невады (AZ/NM/SNV) и Энергетического района Скалистых гор (RMPA). Летом пиковый спрос составляет около 42 ГВт. Имеется около 50 ГВт генерирующих мощностей, состоящих в основном из газовых и угольных установок.
Юго-Запад полагается на атомные и угольные генераторы для базовой нагрузки электроэнергии, а газовые установки обычно используются в качестве пиковых ресурсов. Угольные генераторы, как правило, расположены в непосредственной близости от угольных шахт, что снижает затраты на доставляемое топливо. Некоторая генерация находится в совместной собственности нескольких близлежащих коммунальных предприятий, в том числе атомной станции Пало-Верде, станции с тремя блоками общей мощностью около 4000 МВт, владельцы которой находятся в Калифорнии и на юго-западе.
Юго-Западный энергетический пул (СЭС)
Юго-западный энергетический пул (SPP), основанный в 1941 году в составе 11 участников, получил статус RTO в 2004 году, обеспечив надежное электроснабжение, адекватную инфраструктуру передачи и конкурентоспособные оптовые цены на электроэнергию для своих участников.
В 2007 году SPP запустила рынок службы энергетического дисбаланса (EIS) в режиме реального времени. В том же году SPP стала региональной организацией, одобренной FERC. Региональный орган SPP выступает в качестве координатора по надежности в регионе NERC, контролируя соблюдение стандартов надежности.
В марте 2014 г. SPP внедрила интегрированную торговую площадку, которая включает рынок энергии на сутки вперед, рынок энергии в режиме реального времени и рынок оперативных резервов.
В 2015 году SPP расширила свое присутствие, включив в него Энергетическое управление Западной области — регион Верхних Великих равнин (WAPA-UGP), Басинский электроэнергетический кооператив и Энергетический район Хартлендс. Расширение почти удвоило территорию обслуживания СЭС в квадратных милях, добавив еще 5000 МВт пикового спроса и более 7000 МВт генерирующих мощностей. WAPA-UGP — первая федеральная администрация по сбыту электроэнергии, присоединившаяся к RTO.
Техас (ERCOT)
Техасский совет по надежности электроснабжения (ERCOT) выступает в качестве независимого системного оператора, управляя потоком электроэнергии для 24 миллионов потребителей в штате Техас, представляющих примерно 90 процентов электрической нагрузки Техаса.
Отчеты и анализы | Федеральная комиссия по регулированию в энергетике
20 октября 2022 г.
19 мая 2022 г. — Летний рынок электроэнергии и оценка надежности 2022: Презентация персонала | Отчет
21 октября 2021 г. — Рынок зимней энергии и оценка надежности 2021/2022 | Презентация | Отчет
20 мая 2021 г. — Летний рынок электроэнергии и оценка надежности 2021: Презентация персонала | Отчет
15 октября 2020 г. — Оценка рынка зимней энергии 2020/2021: Отчет | Обновленный отчет | Презентация (представленная)
21 мая 2020 г. — Летний рынок энергии и оценка надежности 2020: Отчет | Подкаст
17 октября 2019 г. — Оценка рынка зимней энергии 2019/2020: презентация (представленная) | Презентация (полная версия)
16 мая 2019 г. — Летний рынок электроэнергии и оценка надежности 2019: Отчет | Презентация персонала
18 октября 2018 г. — Оценка рынка зимней энергии 2018/2019: (как представлено) | Презентация (полная версия)
17 мая 2018 г.
19 октября 2017 г. — Оценка рынка зимней энергии 2017/2018: (как представлено) | Полная версия
15 июня 2017 г. — Летний рынок электроэнергии и оценка надежности 2017 года: отчет
20 октября 2016 года — Зимняя оценка рынка энергии 2016/2017: Отчет
19 мая 2016 года — Летний рынок энергии и оценка надежности 2016 года:
15 октября 2015 г. – Оценка зимнего рынка электроэнергии 2015/2016: Отчет
14 мая 2015 – Летняя оценка рынка электроэнергии и надежности 2015: Отчет
21 апреля 2022 – Отчет о состоянии рынка 2021 | Отчет
18 марта 2021 г. — 2020 г. Отчет о состоянии рынков Презентация персонала | Отчет
19 марта 2020 г. – Состояние рынков в 2019 году: Отчет
18 апреля 2019 года – Состояние рынков 2018 года: Отчет | Презентация
19 апреля 2018 г. – Состояние рынка в 2017 году: Отчет | Презентация
13 апреля 2017 г.
17 декабря 2020 г. — Предварительные наблюдения за тепловым штормом в Калифорнии в августе 2020 г.: презентация
1 апреля 2014 г. — Зима 2013–2014 гг.0003
15 сентября 2011 г. – Отчет о явлении холодной погоды на юго-западе от февраля 2011 г.: Отчет | Презентация
16 декабря 2010 г. — Анализ операций на рынке физического газа 2009 г.: анализ
1 июля 2008 г. — Рынки электроэнергии на Западе и Юго-Востоке: анализ
19 июня 2008 г. — Себестоимость производства электроэнергии: анализ
май 2019 – Национальная версия
Май 2018 года – Национальная версия
Октябрь 2018 года – Национальная версия
Июнь 2017 года – Национальная версия
Апрель 2016 г. – Национальная версия | Восточная версия | Центральная версия | Западная версия
, ноябрь 2016 г. — Национальная версия | Восточная версия | Центральная версия | Западная версия
, апрель 2015 г.

Добавить комментарий