università di padova dipartimento di ingegneria meccanica criteri, procedure e vincoli per la...
TRANSCRIPT
Università di Padova
Dipartimento di Ingegneria Meccanica
CRITERI, PROCEDURE E VINCOLI PER LA GESTIONE OTTIMIZZATA DEGLI
IMPIANTI DI PRODUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA NEL
MERCATO LIBERALIZZATO
A. Carraretto, A. Mirandola, A. Stoppato, A. Zigante
1
Linee generali del lavoro
Vincoli tecnologici di ciascun impiantoVincolo tecnologici della rete di impiantiCaratteristiche di funzionamento degli impianti ai
carichi parzialiAnalisi effettuata lungo un esteso intervallo
temporale
OBIETTIVO PER UN PRODUTTORE Determinare le strategie di mercato ottimali per il gruppo di impianti che gestisce
PUNTI CHIAVE
2
Tipologie di produttori PRICE-TAKER: piccolo produttore o produttore non
strategico
PRICE-MAKER: grosso produttore strategico
jn
i
Tji,el
ji,el
ji,el
j tPCPpT1 1
in grado di INFLUENZARE i prezzi di mercato con le proprie offerte
direttamente legato all’offerta del price-maker
jn
i
ji,elP,p
1
3
Modello delle interazioniGrossi produttori vs. piccoli produttori (makers vs. takers)Singola sessione di mercato (un’ora del mercato del giorno prima)
Domanda di energia D()
Pre
zzo
del
l’en
erg
ia
Produzionedei
price-takers
Ripartizione ottimale tra tutti gli impianti
Equilibrio di mercato (Teoria dei Giochi)
4
Tipico giorno invernale (ore di punta)
Tipico giorno invernale (ore vuote)
Domanda di energia elettrica [MWh]
Pre
zzo
di m
erc
ato
[€/M
Wh]
Dati in ingresso richiestiCURVE DI DOMANDA PER OGNI ORA
5
Dati in ingresso richiesti
Numero di impianti e tipologia Caratteristiche di ciascun impianto
• Funzionamento ai carichi parziali • Influenza di fattori esterni• Costi effettivi di produzione
Dati in input per la procedura di ottimizzazione(e.g. range di carico, curva di rendimento, etc.)
Set-point variabilidi controllo
PRESTAZIONI DEGLI IMPIANTI
Modello dell’impianto
Misurazioni sul campo
Equazioni Off-Design
6
Exhaust gases
COMB CHAM.
IPSH
HPEVA
HPSH1
RH1 HPSH2
RH2 HPSH3
L.P. PUMP
CONDENSER
COMP. TURB.
AIR
GAS
HP
LPSH2
HPECO2
IPEVA
LPSH1
IPECO
HPECO1
LPEVA
CONPH2
CONPH1
I.P. PUMP
H.P. PUMP
IP1IP2LP
Dati in ingresso richiestiModello DIMAP di un impianto a
ciclo combinato da 380MW
7
Dati in ingresso richiesti
Impianto a ciclo combinato da 380MW
Potenza erogata [MW]
Re
ndi
me
nto
imp
ian
to8
Esempio di applicazioneCASO 1: 3 price-makers + price-takers
Maker #1 6100MW39%
Maker #2 3105MW20%
Maker #3 3370MW21%
Price-taker 3105MW20%
9
Esempio di applicazioneCASO 2: Scissione (5 price-makers + price-takers)
Maker #1 3005MW19%
Maker #2 3105MW20%
Maker #3 3370MW22%
Genco #1 (ex #1) 2090MW
13%
Genco #2 (ex #1) 1005MW
6% Price-taker 3105MW20%
10
Esempio di applicazioneCASO 3: Scissione + nuovo entrato (6 price-makers + takers)
Maker #1 3005MW17%
Maker #2 3105MW17%
Maker #3 3370MW19%
Genco #1 (ex #1) 2090MW
12%
Genco #2 (ex #1) 1005MW
6%
Price-taker 3105MW17%
New Entry 2220MW12%
11
Esempio di applicazioneCASO 1-3: Prezzi di equilibrio (giorno invernale)
Competizione perfetta
Ora
Pre
zzo
di m
erc
ato
[€/M
Wh]
12
Caso 1
Caso 2
Caso 3
13Valutazione dello “stato di
salute” degli impianti
Previsione dell’insorgenza di malfunzionamenti
Utile per effettuare fermate per manutenzione “su condizione” anziché programmate
DIAGNOSTICA PRESTAZIONALE
Stato di Riferiment
o
Stato ATTUALE
MODULO DIAGN
Diagnostica Termoeconomica
Scopo produttivodi componente
STRUTTURA PRODUTTIVA INDICI DIAGNOSTICI
Diagnostica Termoeconomica14
Stato d’impianto prima di una fermata per manutenzione programmata
15Esempio di applicazione
Conclusioni
Comportamento strategico di qualche produttore
Quota di mercato di ogni produttore Caratteristiche degli impianti gestiti da ogni
produttore (es: flessibilità operativa ed economica)
Gli effetti nel mercato dipendono da:
Il modello può consentire di effettuare valutazioni circa l’effettiva efficacia del mercato
L’analisi diagnostica consente di programmare le fermate per manutenzione in modo più efficiente
16