Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan:
Elektrik Piyasası Dengeleme ve Uzlaştırma Yönetmeliği Uyarınca;
Gün Öncesi Planlamada Sistem Marjinal Fiyatının Belirlenmesi ile Sistem Satış ve Sistem Alış Talimatlarının Oluşmasına İlişkin Metodoloji:
Dayanak
Madde 1 - (1) Bu Metodoloji; 14/04/2009 tarihli ve 27200 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren Elektrik Piyasası Dengeleme ve Uzlaştırma Yönetmeliğinin (Yönetmelik) 36 ncı maddesine dayanılarak hazırlanmıştır.
Amaç
Madde 2 - (1) Bu Metodolojinin amacı, Elektrik Piyasası Dengeleme ve Uzlaştırma Yönetmeliği kapsamında Gün Öncesi Planlama sürecinde Sistem Gün Öncesi Fiyatının hesaplanması ve talimat alacak olan tekliflerin belirlenmesine ilişkin olarak izlenecek yöntemin belirlenmesidir.
Metodolojinin temel prensibi
Madde 3 - (1) Gün Öncesi Planlama kapsamında Sistem Gün Öncesi Fiyatının hesaplanması ve talimat alacak olan tekliflerin belirlenmesi elektronik ortamda bir optimizasyon aracı kullanılarak ve manuel müdahale olmaksızın gerçekleştirilir. Optimizasyon aracının temel çalışma prensibi, sistemi her bir gün için 24 saatin toplamını göz önünde bulundurarak en düşük maliyetle en etkili şekilde dengeye getirerek, belirlenen üretim ve sistem kısıtları dahilinde, günün her saati için kabul edilecek teklif setinin belirlenmesini sağlamaktır. Talimat alacak olan blok, esnek ve kısmi kabul edilemeyen tekliflerin optimum şekilde belirlenmesi tamsayı değişkenlerle ilişkilendirildiğinden, optimizasyon aracı bu işlemi yapabilmek için Karışık Tamsayı Programlama yönteminden yararlanmaktadır. Araç tarafından çözüm aşamalarında kullanılan karışık tamsayı problemlerinin matematiksel ifadelerine ve kullanılan tekniklere ilişkin açıklama Ek-1’de yer almaktadır. Bu metodolojide çözümleme algoritması, anlaşılırlığın arttırılması için mümkün olduğunca sıralı ve döngüsel olarak açıklanmaktadır
Optimizasyon sürecinin aşamaları
Madde 4 - (1) Optimizasyon aracının çalışma süreci, iki temel aşamadan oluşur. İlk aşamada kısıtsız sistem marjinal fiyatları hesaplanır. İkinci aşamada, kısıtlar göz önünde bulundurularak talimatlar oluşturulur. Optimizasyon sürecinin özeti Şekil 1’deki gibidir.
Şekil 1 - Optimizasyon Süreci
BİRİNCİ BÖLÜM
Sistem Gün Öncesi Fiyatının Oluşumu Aşaması
Sistem Gün Öncesi Fiyatının oluşması
Madde 5 - (1) İlk aşamada sistem Sistem Gün Öncesi Fiyatını hesaplamak üzere “kısıtsız sistem marjinal fiyatı” belirleme prensibi ile çalışmaktadır. Bir diğer ifadeyle, bu aşamada, hiç bir iletim sistemi kısıtı hesaba katılmaksızın, sadece piyasa katılımcılarından gelen tekliflere, toplam günlük üretim programı ve tüketime bakılarak fiyat belirlenmektedir. Bu aşamada talimat almaktan kasıt, söz konusu teklifin fiyat hesaplanmasında etkili olmasıdır. Bir teklifin nihai olarak talimat alıp almadığı ikinci aşamanın sonucunda belirlenir. İlk aşamanın adımları aşağıdaki gibidir:
Sistem yönünün belirlenmesi: Öncelikle her saat için Gün Öncesi Planlama kapsamında tüm UEVÇB’ler tarafından bildirilen GÜP’lerin toplamı alınarak belirlenen toplam günlük üretim programı ve tüm katılımcılar tarafından bildirilen Tüketim Tahminlerinin toplamı alınarak belirlenen toplam tüketim tahmini karşılaştırılarak sistem yönü belirlenir: Tüketim tahmin toplamı, toplam günlük üretim programından büyük ise sistemin yönü enerji açığı; üretim tüketimden fazla ise enerji fazlası olacaktır. Enerji açığı durumunda kabul edilen teklifler ağırlıklı olarak “sisteme satış” yönünde, enerji fazlası durumunda ise “sistemden alış” yönünde olacaktır. İlerleyen maddelerde de değinileceği gibi, sistem dengeleme maliyeti göz önünde bulundurularak gerekli durumlarda sistem yönünün tersine de ticaret gerçekleşebilmektedir. Sistem yönünün belirlenmesine ilişkin bir örneğe Tablo 1’de yer verilmiştir.
Tablo 1 – Örnek: Sistem yönünün belirlenmesi
Tekliflerin fiyata göre sıralanması: Her saat için sisteme katılımcılar tarafından kaydedilmiş tüm saatlik teklifler fiyatlarına göre sıralanır. Sisteme satış teklifleri fiyatına göre küçükten büyüğe doğru, sistemden alış teklifleri fiyatına göre büyükten küçüğe doğru olacak şekilde sıralama yapılır. Örnek bir sıralamaya Tablo 2’de yer verilmiştir.
Tablo 2 – Örnek: Tekliflerin sıralanması
Saatlik Tekliflerin Değerlendirilmeye Alınması: Her saat için toplam tüketim tahmini ile toplam günlük üretim programı arasındaki farkı kapatabilecek miktara ulaşmak üzere fiyat sıralamasındaki teklifler değerlendirmeye alınır. Sistem yönü enerji açığı yani kabul edilen tekliflerin ağırlıklı yönü sisteme satış iken en düşük fiyatlı sisteme satış teklifinden itibaren, sistem yönü enerji fazlası yani kabul edilen teklifler ağırlıklı olarak sistemden alış yönünde iken en yüksek fiyatlı sistemden alış teklifinden itibaren teklifler kabul edilmeye başlanır. Bir dengeleme biriminin farklı seviyelerdeki teklifleri değerlendirmeye alınırken, değerlendirmeye ilk seviyeden başlanır. Buna göre, “n” talimat seviyesini ifade ederken, bir dengeleme biriminin “n+1” inci teklifinin talimat alabilmesi için öncelikle “n” inci teklifinin talimat almış olması gerekmektedir. Bu safhada tekliflerin “kısmi kabul edilebilir” olup olmamasına bakılmaz, tamamı kısmi kabul edilebilir olarak değerlendirmeye alınır. Kabul edilen tekliflerin en sonuncusunun fiyatı marjinal fiyat olur. Değerlendirmeye alınacak ya da talimat verilebilecek blok ya da esnek teklif olmaması durumunda bu marjinal fiyat Sistem Gün Öncesi Fiyatını (SGÖF) oluşturur. Saatlik tekliflerin değerlendirilmesine ilişkin örnek bir optimizasyon problemine Şekil 2’de yer verilmiştir.
Şekil 2 – Örnek: Saatlik tekliflerin değerlendirmeye alınması
Blok Tekliflerin Değerlendirmeye Alınması: Saatlik tekliflerin yanı sıra, optimizasyon aracı Sistem Gün Öncesi Fiyatının belirlenmesi sürecinde blok teklifleri de değerlendirmeye alır. Blok tekliflerin fiyatı marjinal fiyat hesaplamasına saatlik teklifler gibi doğrudan değil, dolaylı olarak yansır. Bir blok teklif nihai olarak sistemin daha düşük bir dengeleme maliyetiyle dengeye gelmesini sağlıyorsa söz konusu blok teklif kabul edilmektedir. Örneğin sisteme satış yönünde bir blok teklif kabul edildiğinde, bu blok teklif kabul edilmediği durumda sistemi dengeye getirmek için kullanılacak saatlik tekliflerin azalmasından dolayı bazı saatlerde marjinal fiyatı ve dolayısıyla günün toplam dengeleme maliyetini düşürebilir, veya bu durumun tam aksine kullanılan saatlik tekliflerde ve toplam dengeleme maliyetinde artışa yol açar. Blok teklif kabul edilmesi durumunda kapsadığı saatlerin bir kısmında maliyet artışına, bir kısmında ise azalmasına yol açabilir, bu nedenle kabul edilip edilmeyeceğine toplam 24 saat için günün tüm dengeleme maliyetine net etkisi değerlendirilerek karar verilir. Blok tekliflerin değerlendirilmesine ilişkin bir örnek Şekil 3’te yer almaktadır.
Şekil 3 – Örnek: Blok tekliflerin değerlendirmeye alınması
Esnek tekliflerin değerlendirmeye alınması: Esnek saatlik teklifler, SGÖF’ün düşmesini sağlıyor ise talimat alabilir. Bu amaçla SGÖF en yüksek olan saat belirlenir ve esnek teklifin söz konusu saat için kullanılması durumunda SGÖF’ün düşüp düşmediği kontrol edilir. Esnek teklifin talimat alması o saat için SGÖF’ü düşürüyor ise esnek teklif kabul edilir. Söz konusu gün için geçerli birden fazla esnek teklif olduğu durumda, esnek teklifler en düşük fiyatlıdan yüksek fiyatlıya doğru sıralanır ve en düşük fiyatlı tekliften itibaren değerlendirmeye alınır. Değerlendirmede esnek teklifler, öncelikle bir önceki adımda hesaplanmış olan en yüksek fiyatlı saatin fiyatını düşürecek şekilde fiyat sırasına göre dikkate alınır. Esnek tekliflerin dikkate alınmasıyla nihai olarak hesaplanan marjinal fiyat, SGÖF’ü oluşturur. Esnek tekliflerin değerlendirilmesine ilişkin bir örnek Şekil 4’de yer almaktadır.
Şekil 4 – Örnek: Esnek tekliflerin değerlendirilmesi
Gün Öncesi Planlamada Sistem yönünün dengede olması durumu: Her hangi bir saat için toplam gün öncesi günlük üretim programı ile tüketim tahmini birbirine eşit ise söz konusu saat için sistem dengede olur. Bu durumda sistemin enerji açığı ya da fazlası bulunmadığı için kısıtsız fiyat oluşumu aşamasında teklifler değerlendirmeye alınmaz ve söz konusu saatin Sistem Gün Öncesi Fiyatı “Sıfır” olur. Bu tür durumlarda, kısıtlar nedeniyle yine de talimat oluşabilir.
Sistem Gün Öncesi Fiyatının sadece blok tekliflerden oluşması durumu: Herhangi bir saat için yukarıda belirtilen adımların sonrasında 5 inci maddenin 1. fıkrasının (a) bendinde belirlenen sistem yönünde talimat almış saatlik teklif bulunmayıp sistemin enerji açığı ya da fazlası sadece blok talimatlar ile giderilmiş ise, marjinal fiyat ve dolayısıyla sistem gün öncesi fiyatı blok tekliflerin fiyatları göz önüne alınarak 5 inci maddenin 1. fıkrasının (c) bendinde yer alan prensip uyarınca belirlenir. Buna göre, söz konusu saatte sistem yönü enerji açığı ise sisteme satış blok teklifleri fiyatı düşükten yükseğe doğru, sistem yönü enerji fazlası ise sistemden alış blok teklifleri fiyatı yüksekten düşüğe doğru olmak suretiyle sıralanır. Toplam tüketim tahmini ile toplam günlük üretim programı arasındaki farkı kapatabilecek miktara ulaşmak üzere fiyat sıralamasındaki teklifler değerlendirmeye alınır. Sistemin yönü enerji açığı iken en düşük fiyatlı sisteme satış teklifinden, sistemin yönü enerji fazlası iken en yüksek fiyatlı sistemden alış teklifinden itibaren teklifler kabul edilmeye başlanır. Kabul edilen blok tekliflerin en sonuncusunun fiyatı SGÖF’ü oluşturur.
İKİNCİ BÖLÜM
Talimatların Oluşumu Aşaması
Sistemden alış ve Sisteme satış talimatlarının oluşması
Madde 6 - (1) 5 inci maddede tarif edildiği şekilde belirlenmiş olan Sistem Marjinal Fiyatları, “Sistem Gün Öncesi Fiyatı” (SGÖF) olarak duyurulur. Ancak tam olarak hangi tekliflerin talimat alacağı nihai olarak ikinci aşamada belirlenir. Bu aşamada sürekli bir biçimde sistemin dengeleme maliyetinin minimumda tutulması prensibi gözetilir ve iletim sistemi kısıtları ile tekliflerin kısmi kabul edilemezlik durumu göz önünde bulundurularak talimat üretilir.
Sistem maliyetini en düşük düzeye indirmek üzere sistem yönünün tersinde talimat oluşması
Madde 7 – (1) Sistemdeki kısıtları çözmek veya sistem dengeleme maliyetini en düşük düzeye indirebilmek üzere bazı hallerde sistem yönünün tersinde talimat oluşabilmektedir. Bu durum aşağıdaki nedenlerden kaynaklanabilir:
Birinci aşamada SGÖF’ü belirleyen talimatın kısmi kabul edilemezlik özelliğine sahip olması ya da sistem kısıtları göz önünde bulundurulduğunda, sistem yönünde sistemi dengeye getirebilmek için gerekenden daha fazla miktarda talimat verilip ardından bunu gidermek üzere ters yönde verilen talimatlarla sistemin tekrar dengeye getirilmesi gerekebilir. Buna ilişkin örneklere Şekil 5 ve Şekil 6’da yer verilmiştir.
Günün tüm dengeleme maliyeti göz önünde bulundurulduğunda sistem maliyetini düşüren bir blok teklifin kabul edilmesiyle söz konusu blok teklifin kapsadığı saatlerin bazılarında ihtiyaçtan fazla miktarda talimat oluşmuş olabilir. Bu tür durumlarda sistemin dengesini sağlamak üzere sistem yönünün tersine talimat verilebilir.
Sistem sadece tek yönde verilen talimatlarla dengeye gelebiliyor olsa da, sistemin tersi yönde uygun fiyatlı bir talimat vererek toplam sistem dengeleme maliyetini düşürme imkanı ortaya çıkabilir. Optimizasyon sürecinde, matematiksel olarak bu tür bir avantaj yakalandığında sistem yönünün tersinde talimat üretilebilir.
İletim sistemi kısıtları ve tekliflerin kısmi kabul edilemezliği dikkate alınarak talimatların oluşturulması
Madde 8 – (1) İletim sistemi kısıtları ve tekliflerin kısmi kabul edilemezlik durumları dikkate alınmadan SGÖF’ün hesaplandığı ilk aşamanın ardından, gerçek talimatların oluştuğu ikinci aşamada 7inci maddede açıklandığı üzere kısıtlar ve kısmi kabul edilemezlik durumları göz önünde bulundurulmaktadır. Talimatların oluşmasında kısıtların ve kısmi kabul edilemezliğin dikkate alınması aşağıdaki (a) ve (b) bendlerinde açıklandığı gibi olmaktadır. İlk aşamada olduğu gibi bu aşamada da teklif seviyeleri göz önünde bulundurularak, değerlendirme yapılır, bir dengeleme biriminin birden fazla seviyede teklifi var ise optimizasyon aracı talimat verirken seviye sırasıyla hareket eder. Buna göre “n” teklif seviyesini ifade ederken, “n+1”inci seviyedeki teklifin talimat alabilmesi için “n” inci seviyedeki teklifinin talimat almış olması gerekmektedir.
Kısıt Denkleminin Değerlendirmeye Alınması: İletim sistemi kısıtları dengeleme birimlerinin üretim miktarlarından oluşan bir denklem halinde optimizasyon aracına girilir. Optimizasyon aracı, aynı anda hem tüm kısıtlara uyacak, hem de sistem dengeleme maliyetini en aza indirecek şekilde çalışır. Bu amaçla, kısmi kabul edilemezlik kısıtı ve iletim sistemi kısıtları nedeni ile oluşturulan kısıt denklemleri göz önünde bulundurularak fiyat sırasındaki teklif listesinden kısıtlar ile çelişkili bir durum oluşturmayan çözüm alternatifleri oluşturulur. Kabul edilmiş görünen herhangi bir teklif kısıt denklemini sağlamıyor ise söz konusu teklife nihai olarak talimat verilemez ve çözüm alternatiflerinin içinde yer alamaz. Optimizasyon aracı bu hesaplamayı tüm kısıtları birden dikkate alarak yapar. Ayrıca, kısıt nedeniyle, sistem yönünün tersinde de talimat verilebilir. 7 nci maddede belirtildiği şekilde gerektiğinde optimizasyon aracı sistem yönü enerji açığı iken kısıtlar nedeniyle denge için gerekli miktardan daha fazla miktarda sisteme satış talimatı verip daha sonra bunları dengeye getirmek için bir miktar da sistemden alış talimatı verebilir. Benzer şekilde, sistem yönü enerji fazlası iken de kısıtlar nedeniyle denge için gerekli miktardan fazla sistemden alış talimatı verip sisteme satış talimatlarıyla dengeyi sağlayabilir. Sistem kısıtlarının dikkate alınmasına ilişkin bir örnek Şekil 5’te yer almaktadır.
Şekil 5 – Örnek:Sistem kısıtlarının dikkate alınması
Kısmi kabul edilemezliğin göz önüne alınması: İlk aşamada tekliflerin tamamı kısmi kabul edilebilir olarak değerlendirilip Sistem Gün Öncesi Fiyatı buna göre hesaplanır. Ancak optimizasyonun ikinci aşamasını oluşturan talimat verilmesi aşamasında kısmi kabul edilemezlik göz önüne alınır. Kısmi kabul edilemezlik özelliğine sahip bir teklif için teklifin bütünlüğünü bozacak şekilde talimat verilmez ve optimizasyon aracı bir sonraki en uygun fiyatlı teklifi değerlendirmeye alır. En düşük dengeleme maliyetini temin etmek suretiyle kısmi kabul edilebilirliği dikkate almak üzere, kısmi kabul edilemezlik niteliğini haiz bir teklifin tamamını kabul edemiyor ise söz konusu teklifi atlayarak bir sonraki teklifi değerlendirmeye alır. Kısmi kabul edilemezlik kısıtını sağlayabilmek üzere optimizasyon aracı kısmi kabul edilemez bir teklifini miktarı gerekenden fazla bile olsa kabul edip, miktarı dengeye getirebilmek üzere ters yönde talimat da verebilir. Kısmi kabul edilemezliğin dikkate alınmasına ilişkin bir örnek Şekil 6’da yer almaktadır.
Şekil 6 – Örnek: Kısmi kabul edilebilirliğin dikkate alınması
Yürürlük
Madde 9- (1) Bu Metodoloji 01/12/2009 tarihinde yürürlüğe girer.
Yürütme
Madde 10- (1) Bu Metodolojiyi Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu Başkanı yürütür.
EK 1
SİSTEM GÜN ÖNCESİ FİYATI HESAPLANMASI ve TALİMATLARIN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN MATEMATİKSEL MODEL
Karışık tamsayı probleminin çözümünde optimizasyon aracı, dal-sınır (branch and bound) algoritması ile kesme düzlemi (cutting-edge) tekniğini kullanmakta ve makul tamsayı çözümleri elde ederek, optimizasyon sürecini hızlandırmaya yönelik olarak gömülü hüristikleri (heuristics) içermektedir. Dal-sınır algoritması ve kesit düzlemi tekniklerinin kısa açıklaması aşağıdaki gibidir:
Dal-sınır algoritması: Tamsayı ve karışık tamsayı programlama problemlerinin çözümünde sık kullanılan bir metottur. Dal-sınır algoritmasında; optimize edilecek olan değişken için öngörülen alt ve üst sınırlar, problem için fizıbl olan çözüm alanını oluşturur. Daha sonra, bu çözüm alanı kapsamında alt setler belirlenir. Fizıbl çözümü vermeyen alt setler elenir. Optimum çözüm bulunana kadar alt setler oluşturmaya ve elenmeye devam edilir.
Kesme düzlemi (Cutting edge) algoritması: Bu metodda öncelikle, gerekli olması halinde kısıtların sağ tarafı tamsayı olacak şekilde düzenlenir ve modelin optimum çözümü bulunur. Bulunan çözüm tamsayı değil ise, optimum çözümün tamsayılı bir uç noktada meydana gelmesi için kesme düzlemleri (yeni kısıtlar) eklenerek çözüm uzayı düzenlenir. Optimum tam sayılı sonuç bulunan kadar iterasyon devam eder.
TANIMLAR
İNDİSLER
SETLER
SİSTEM PARAMETRELERİ
FİYAT PARAMETRELERİ
MİKTAR PARAMETRELERİ
SAATLİK TEKLİF PARAMETRELERİ
BLOK TEKLİF PARAMETRELERİ
GENEL ÜRETİM KISITLARINA İLİŞKİN PARAMETRELER
SÜREKLİ KARAR DEĞİŞKENLERİ
KISMİ EDİLEMEZ TEKLİFLERİN İKİLİ KARAR DEĞİŞKENLERİ
BLOK TEKLİFLER İÇİN İKİLİ KARAR DEĞİŞKENLERİ
ESNEK TEKLİFLER İÇİN İKİLİ KARAR DEĞİŞKENLERİ
SGÖF HESAPLANMASI ve TALİMATLARIN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN MATEMATİKSEL MODEL
GÜNLÜK TOPLAM PİYASA İŞLETME MALİYETİ OPTİMİZASYON HEDEF FONKSİYONU
SAATLİK GÜÇ DENGESİ
t=0,..,23 için
KISMİ EDİLEBİLİR TEKLİFLER İÇİN SAATLİK ENERJİ LİMİTİ
KISMİ EDİLEMEZ TEKLİFLER İÇİN SAATLİK ENERJİ LİMİTİ
BLOK TEKLİF ENERJİ LİMİTİ
ESNEK TEKLİF ENERJİ LİMİTİ
TEKLİF YÖNÜ
GENEL ÜRETİM KISITLARI
Ωk k; kısıtında yer alan dengeleme birimleri kümesi
aik k kısıtında yer alan i dengeleme biriminin toplam üretim katsayısı;
gi i dengeleme biriminin toplam üretimi;
bk kısıt limiti