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

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