Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optimization model of capacity offered on capacity market auctions for a generation unit

Tomasz Szary

Abstract

Aim of this thesis is to introduce mathematic model that calculates optimal values to declare on capacity market. Given the fact that capacity market in Poland is a brand new structure, users of said market lack tools that would help them analyse and use this system fully and optimally. This paper contains relevant information about signing capacity agreements and determining system stress events. It also provides information on capacity market register, setting price of capacity obligations on auctions and calculating penalty rates. Analysed object is a generating unit, consisting of Combined Cycle Gas Turbine and a manufacturing plant with an electrical power and heating plant. However, said plant is not sufficient to balance demand of installations. Gas turbine is able to produce electricity and heat in 4 variants: without steam production, 100 t/h of 1,7 MPa steam, 100 t/h of 13,6 MPa steam and 150 t/h of 13,6 MPa steam. Maximum capacity of the generation unit depends on both ambient temperature and steam level. Main subject of this paper is an application written in script language R that is able to calculate optimal value to declare on capacity market, taking into account the least favorable meteoroligal scenario. It utilizes Shiny package to build user interface and display results in form of tables for different variants and years along with charts of different steam levels. Moreover it generates sensitivity analysis for a few values of capacity obligation prices and penalty rates. Examplary results were calculated for prices generated during real-life auctions for years 2021, 2022 and 2023 and estimated penalty rates. Results of model’s calculations shouldn’t be treated as final due to randomness of weather conditions and ambient temperature.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Tomasz Szary (FPAE) Tomasz Szary,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Model optymalizacji wolumenu obowiązku mocowego dla jednostki wytwórczej w ramach procesów rynku mocy
Supervisor
Janusz Lewandowski (FPAE/IHE) Janusz Lewandowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-07-2019
Issue date (year)
2019
Pages
43
Internal identifier
MEL; PD-5217
Reviewers
Konrad Wojdan (FPAE/IHE) Konrad Wojdan,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Janusz Lewandowski (FPAE/IHE) Janusz Lewandowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
Rynek Mocy, model matematyczny, obowiązek mocowy aplikacja, R
Keywords in English
capacity market, mathematical model, capacity obligation, application, R
Abstract in Polish
Celem poniższej pracy jest przedstawienie modelu przeliczania optymalnych wartości do deklarowania na Rynku Mocy w ramach obowiązku mocowego. Ze względu na to, że Rynek Mocy jest strukturą stosunkowo nową, to brakuje narzędzi pozwalających na sprawne i optymalne korzystanie z niego. Istotne też są informacje na temat Umowy Mocowej oraz wyznaczania okresów zagrożenia. Poniższa praca przedstawia szczegółowo procesy certyfikacji, wyznaczania cen obowiązków na podstawie aukcji, obliczanie stawki kary. Obiektem modelowania jest jednostka wytwórcza gazowa w układzie kogeneracyjnym wraz z zakładem produkcyjnym, w którego skład, oprócz instalacji, wchodzi elektrociepłownia zakładowa, która nie jest w stanie sama zbilansować zapotrzebowania zakładu. Jest ona w stanie produkować energię i ciepło w 4 konfiguracjach: bez produkcji pary, 100 t/h pary 1,7 MPa, 100 t/h pary 13,6 MPa oraz 150 t/h pary 13,6 MPa. Moc maksymalna jednostki zależy zarówno od temperatury otoczenia jak i poziomu pary. Przedmiot tej pracy to model skryptowy w języku R, który korzystając z danych o jednostce wytwórczej oraz na podstawie danych pogodowych jest w stanie ocenić najbardziej opłacalną wartość deklarowaną na Rynku Mocy, bio (Ministerstwo Energii, 2018)rąc pod uwagę najmniej korzystny scenariusz meteorologiczny. Aplikacja korzysta z pakietu Shiny, żeby tworzyć interfejs i przedstawiać wyniki w formie tabel dla różnych wariantów oraz lat, wykresów dla poziomów produkcji pary. Ponadto generuje ona tabelę z analizą wrażliwości dla kilku wartości obowiązku mocowego oraz stawek kar. Przykładowe obliczenia zostały wykonane dla ustalonych na aukcjach na rok 2021, 2022 oraz 2023 cen obowiązku mocowego na podstawie założonych stawek kar. Wyniki obliczeń modelu nie powinny być traktowane jako ostateczne ze względu na to, że są to wartości przybliżone ze względu na bardzo silną zależność od temperatury zewnętrznej.
File
  • File: 1
    Praca_TomaszSzary.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34940

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTa585d54d2e3b4dbeb701a5ebd38e45e8/
URN
urn:pw-repo:WUTa585d54d2e3b4dbeb701a5ebd38e45e8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page