MMEE cv.5 Cíl: Procvičení stanovení určení množství zboží obchodovatelného mezi zákazníkem a dodavatelem elektřiny. 1. Jak stanovit množství obchodovatelného zboží mezi dodavatelem a zákazníkem v ES? 2. Jak postupovat v případě, že nemáme k dispozici průběhové měření? 3. Co je metodika náhradních typových denních diagramů (TDD)? 4. Použití TDD?
Místo setkání nabídky s poptávkou v ES. Do místa trhu se silovou elektřinou (OKO), kde setkává nabídka s poptávkou mezi výrobci a zákazníky, vstupuje zákazník sám, nebo se nechá zastupovat prostřednictví svého zástupce, což může být: Obchodník – nevlastnící fyzicky žádný prvek ES Dopravce – vlastník, nebo pronajimatel části dopravního systému (provozovatel distribuční soustavy PDS, provozovatel lokální distribuční soustavy PLDS) Další množností zajištění elektřiny je uzavřít dvoustranou dohodu s výrobcem, která se neorganizuje prostřednictvím trhu.
Trh Obchodníci
PZ Výroba
Výrobci
Doprava
Spotrebitelé
Zákazníci
Zákonnou povinností, pro dopravní systémy, je smluvně dohodnuté množství elektřiny, prostřednictví dvoustranných dohod nebo na OKO, fyzicky dopravit od výrobců ke spotřebiteli. Na trhu se obecně tedy setkávají, ti kteří mají příslušnou licenci pro přístup na trh a uzavřené smlouvy nezbytné pro vypořádání finančních toků probíhající přes trh (smlouvu o přístupu na krátkodobý trh OKO, smlouvu o zúčtování odchylek): Výrobci Oprávnění zákazníci Obchodníci
Dopravci Pro získání této smlouvy je nutné určitá finanční kauce, tak aby obchodování v případě nemožnosti splnit smluvní závazky ze strany odběratelů, bylo možno provést zaplacení. Vyúčtování odchylky vznikne v důsledku neschopností dodržet přesně hodnotu smluvních závazků mezi účastníky trhu, a musí být vyregulována pomocí regulační energie (zajišťuje přenosová soustava):
Dohodnuté množství elektřiny je nutné dopravit pomocí dopravních systémů, a proto musí mít účastníci trhu uzavřené smlouvy týkající se přepravy a dopravy, tj. smlouvy, na jejichž základě dochází k přepravě zboží, či k přenechání dopravního prostředku k užívání, a které jsou v podnikání velmi často využívány. Obchodní zákoník rozlišuje čtyři typy takových smluv. Jedná se o smlouvu o přepravě věci, smlouvu o nájmu dopravního prostředku, smlouvu o provozu dopravního prostředku a smlouvu zasilatelskou. Subjekty trhu v energetice (s přístupem na trh), musí mít tedy uzavřenou: smlouvu o připojení, kdy se zavazuje provozovatel přenosové nebo distribuční soustavy připojit k přenosové nebo distribuční soustavě zařízení výrobce, provozovatele jiné distribuční soustavy nebo konečného zákazníka a umožnit jim dodávku elektřiny. Výrobce, provozovatel jiné distribuční soustavy nebo konečný zákazník se zavazuje uhradit podíl na oprávněných nákladech na připojení. Smlouva musí obsahovat podmínky připojení zařízení, včetně výše rezervovaného příkonu, termín a místo připojení. smlouvu o přenosu elektřiny, kdy se zavazuje provozovatel přenosové soustavy dopravit pro výrobce, obchodníka s elektřinou nebo oprávněného zákazníka sjednané množství elektřiny a výrobce, obchodník s elektřinou nebo oprávněný zákazník se zavazuje zaplatit regulovanou cenu. smlouvu o distribuci elektřiny, kdy se zavazuje provozovatel distribuční soustavy dopravit pro výrobce, obchodníka s elektřinou nebo oprávněného zákazníka sjednané množství elektřiny a výrobce, obchodník s elektřinou nebo oprávněný zákazník se zavazuje zaplatit regulovanou cenu.
Zákazníci, kteří nevstupují na trh se SE jsou na něm zastupováni příslušnými licencovanými subjekty, a uzavírají s nimi:
smlouvu o dodávce elektřiny, kdy se zavazuje dodavatel dodávat elektřinu vymezenou výkonem, množstvím a časovým průběhem jinému účastníkovi trhu s elektřinou a tento jiný účastník trhu s elektřinou se zavazuje zaplatit za ni dohodnutou cenu, nebo jedná-li se o tzv. konečného zákazníka využívajícího dodavatele poslední instance cenu regulovanou. Smlouva o dodávce elektřiny musí obsahovat dobu trvání smlouvy. Nedílnou součástí smlouvy o dodávce elektřiny domácnostem a malým zákazníkům jsou obchodní podmínky, které musí obsahovat podrobnosti k zahájení, průběhu a ukončení dodávky elektřiny, k měření spotřeby elektřiny, k vyúčtování a způsobu úhrady a postupu pro řešení sporů. smlouvou o sdružených službách dodávky elektřiny, kdy se zavazuje výrobce nebo obchodník s elektřinou dodávat elektřinu a zajistit na vlastní jméno a na vlastní účet přenos elektřiny, distribuci elektřiny a systémové služby, a oprávněný zákazník se zavazuje zaplatit dohodnutou cenu..
Obdobnými principy se řídí i trh s regulační energií, kde se uzavírá mezi poskytovateli regulační energie a přenosovou soustavou smlouva o dodávce regulační energie, smlouva o přístupu na vyrovnávací trh s regulační energií, smlouva o poskytování podpůrných služeb, smlouva o předávání technických údajů a smlouva. Opět také zde může být dodávka sjednána dvoustranou smlouvou. Obdobná smlouvy (dle § 72 energetického zákona) se týkají také smluvních vztahů na trhu s plynem. Jednotlivé druhy smluv v ES se dají znázornit pomocí obrázku pro konečné zákazníky vstupující samostatně na trh, a tím si tedy budou provádět veškeré vyúčtování elektřiny samostatně, včetně odchylky a tudíž mají vlastní zodpovědnost za odchylku:
Smlouva o prístupu na krátkodobí organizovaný trh
Smlouva o zúctování odchylek Smlouva o dodávce elektriny
Smlouva o pripojení
Smlouva o prenosu elektriny
Smlouva o pripojení
Smlouva o distribuci elektriny
Nebo jsou na trhu zastupování, a mají tedy přenesenou odpovědností za odchylku:
Smlouva o dodávce elektriny
Smlouva o distribuci elektriny
Smlouva o sdružených službách
Smlouva o pripojení
Vlastní algoritmus obchodu se SE probíhá vždy následovně:
Uzavření obchodu – dohoda mezi výrobcem a odběratelem Realizace - dodávka zboží v jednotlivých obchodních hodinách (fyzické provedení) Zaplacení dodaného zboží – finanční vyrovnání mezi odběrateli a dodavateli – nutnost měření
Obchody se uzavírají vždy na 1 hodinu (H), na jeden den (D-1) dopředu před jejich realizací (D). Den dopředu musí být známa hodnota všech uzavřených obchodů pomocí dvoustranných dohod a pomocí OKO, aby mohl provést PPS nakoupit příslušnou hodnotu regulačních služeb. Nejprve tedy musí zákazník stanovit množství odebíraného zboží, jehož hodnota musí být při reálné dodávce změřena. Zákazníci kteří mají instalována průběhová měření (typ A a B), musí stanovit v jednotlivých hodinách na základě odhadu vyplývajícího ze znalosti průběhu svého zatížení: A: předávací místa mezi jednotlivými distribučními soustavami s napětím vyšším než 52 kV předávací místa výrobců elektřiny s instalovaným výkonem výrobny elektřiny nad 1 MW odběrná místa konečných zákazníků s odběrem z distribuční soustavy s napětím vyšším než 52 kV odběrná místa konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s napětím od 1 kV do 52 kV včetně a s rezervovaným příkonem elektřiny nad 400 kW B:
předávací místa výrobců elektřiny s instalovaným výkonem výrobny elektřiny od 250 kW do 1 MW odběrná místa konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s napětím od 1 kV do 52 kV včetně a s rezervovaným příkonem elektřiny od 250 kW do 400 kW
Pro zákazníky, kteří nemají instalováno průběhové měření (C) je možné požít náhradní metodiku stanovení odběru v jednotlivých H, pomocí typových denních diagramů (TDD): C:
předávací místa ostatních výrobců elektřiny odběrná místa ostatních konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s instalovaným měřením
Metodika TDD Metoda typových diagramů dodávek elektřiny (TDD) je náhradní postup pro stanovení velikosti hodinového odběru skupiny oprávněných zákazníků s měřením typu C, tj. nahrazuje průběhové měření u této skupiny zákazníků. Pro řešení je použita náhradní metoda zátěžových profilů, kterou reprezentují typové diagramy dodávek elektřiny pro jednotlivé vybrané skupiny zákazníků se srovnatelným charakterem odběru elektřiny. Využívá se při zúčtování odchylek subjektů, zúčtování za odběr skupiny konečných zákazníků náležících k příslušnému tvaru typového diagramu dodávek. Na základě statistických dat z měření vzorků těchto typů odběratelů bylo zvoleno 8 charakteristických odběrů skupin zákazníků C a D, užívající elektřinu pro elektrické spotřebiče nebo pro její transformaci na teplo:
Podnikatel - odběr bez tepelného využití elektřiny - TDD č. 1 Podnikatel - odběr s akumulačním spotřebičem - TDD č. 2 Podnikatel - odběr s hybridním vytápěním - TDD č. 2 Podnikatel - odběr s přímotopným systémem vytápění - TDD č. 3 Podnikatel - odběr s tepelným čerpadlem - TDD č. 3 Domácnost - odběr bez tepelného využití elektřiny - TDD č. 4 Domácnost - odběr s akumulačním spotřebičem - TDD č. 5 Domácnost - odběr s hybridním vytápěním - TDD č. 6 Domácnost - odběr s přímotopným systémem vytápění - TDD č. 7 Domácnost - odběr s tepelným čerpadlem - TDD č. 7 Podnikatel - odběr pro veřejné osvětlení - TDD č. 8
Normalizovaný typový diagram dodávky (TDDn) je součet 8 760 relativních hodnot průměrných hodinových odběrů v roce (8 784 hodnot v roce přestupném), vztažených k hodnotě ročního maxima průměrných hodinových odběrů, určeného z měření vzorků TDD. P [MWh] P/Pm [-]
h
Pm
h
W =P *1 [MWh]
h
P
h
h
h
h
h
W /P m=(P *1)/Pm =p *1=T =TDD
t=1 hod
t [hod]
Průměrné hodinové odběry, použité ke stanovení TDDn, jsou přepočteny na normální klimatické podmínky (teplota, svit, vítr, srážková činnost, …). Hodnoty TDDn se pohybují v rozmezí 0 až 1 a definují tvar diagramu zatížení dané skupiny konečných zákazníků za normálních klimatických podmínek. Celkový součet relativních hodnot průměrných
hodinových odběrů TDDn pak vyjadřuje dobu využití maxima. Jako hodnota maxima se používá ampérová hodnota jističe odběrného přípojného místa (OPM). Typové diagramy dodávky definují tvar diagramu zatížení, přičemž roční spotřeba zákazníků (odběr = O [MWh]] O rok W rok T rok Tu
8760
8760
h 1
1
T h TDD h
přiřazených k tomuto diagramu může být různá. Proto z důvodu lepší názornosti a interpretace tvaru typového diagramu dodávky je normalizovaný typový diagram dodávky vztažen k ročnímu maximu. TDD se sestavily z naměřených dat za ucelené období v minulosti. Stanovily se základní vazby mezi teplotou a zatížením, reprezentovaným TDD. Bylo prokázáno, že vazba mezi teplotou a daným TDD je shodná jako vazba mezi teplotou a odběrem stanoveným na základě tohoto TDD. Mění se pouze její číselné vyjádření, a to přímo úměrně s dosazenou prací realizovanou diagramem (spotřebou). Obecně se tedy dá říci, že dojdeme ke stejnému výsledku jestliže se : nejprve přepočte TDD a pak se z něj získá konkrétní odběr nejprve se zjistí z TDD odběrový diagram, a ten se přepočte na skutečné teploty. Teploty mohou být v různých oblastech v počítaný (měřený) čas různé. To by znamenalo použít konkrétní hodnoty v příslušném OPM, což je ovšem nerealizovatelné, a kromě toho by se příliš nelišily (vliv na průběh by byl zanedbatelný). K dispozici jsou jen většinou průměrné denní teploty z měřených míst prováděných v ČR. Proto typové diagramy se používají celostátní nebo regionální , tj. jejich platnost je podle jednotlivých regionů (bývalé REAS) nebo podle celé ES ČR. Území ČR z hlediska geografických rozměrů malé, aby se v něm mohly výrazně projevit odlišné přírodní podmínky dané zeměpisnou šířkou a délkou. Oblasti s vyšší nadmořskou výškou, která má vliv na charakter spotřeby zaujímají malou rozlohu a zahrnují malou část objemu spotřeby (každý region má svoji specifickou oblast). Charakter osídlení, a tedy i charakter spotřeby není příliš odlišný podle území (největší váha v aglomeracích). Celostátní aplikace TDD – ve všech regionech stejný tvar TDD. TDDn je k dispozici pro účastníky trhu nejpozději 3 měsíce před prvním obchodním dnem (1. ledna) kalendářního roku a platí po celý kalendářní rok. Hodnotu odběru v dané obchodní hodině lze zjistit na základě:
Ročního odběru z předchozích období (roků) Předpokládaného ročního odběru
A lze ji určit: h
O
k i
c
Oi
TDDt t Tu
Kde: k O i - plánovaná roční spotřeba i-tého zákazníka (OPM) v distribuční soustavě k C O i - roční spotřeba i-tého zákazníka h
TDDt 8760
hodnota t-tého druhu TDD v h hodině roku (8760 hodnot)
h T t TDD t roční využití maxima t-tého TDD h1
Postup při stanovení normálových TDD Obecně lze DZ, PE=f(t), považovat za časovou řadu. Časová řada je posloupnost hodnot určitého statistického znaku (ukazatele) uspořádaných z hlediska času ve směru od minulosti k přítomnosti. Ukazatel (PE) musí být věcně a prostorově shodně vymezen po celé sledované období. Hodnota ukazatele se plynule mění v čase, časová řada udává stav ukazatele v určitých okamžicích. Hodnoty stavu nemusí přímo záviset na délkách intervalu mezi odečty 1
TDDhn = Tu
0
8760
Normalizovaný typový diagram dodávky TDD (při delším intervalu však může pochopitelně dojít k větší změně.). Prosté sčítání hodnot ukazatele této řady nemá logiku – dostaneme hodnotu, která nemá žádný význam.
Složení časových řad Časové řady lze rozdělit na tři složky: Trendovou (T) - hlavní, dlouhodobý směr vývoje trend (rostoucí řada, klesající řada apod.) Periodickou (P) o oscilace - pravidelné výkyvy kolem trendu, dlouhodobě se vyrovnávající periodická řada o výkyvy – mající určitou frekvenci, délku periody, amplitudu (velikost výchylky). Podle délky výkyvu jsou: sezónní - perioda jeden rok, výkyvy uvnitř roku v určitých měsících a čtvrtletích cyklické - perioda delší než 1 rok krátkodobé - perioda kratší než 1 rok, výkyvy v měsících, v týdnech, ve dnech Nahodilou(e- reziduum – odhad chyby) - drobné výkyvy vyvolané nepostižitelnými příčinami (tato složka v časových řadách je vždy). Základní předpoklad je, že náhodná složka je náhodná veličina s nulovou střední hodnotou (vyrovnání kladných a záporných výkyvů). Hodnota (i) časové řady je pak dána: Součtem - Aditivní model – yi = Ti + Pi + ei Součinem - Multiplikativní model - yi = Ti * Pi * ei Multiplikativní model lze převést na aditivní pomocí logaritmické transformace složek: log y i log Ti log Pi log e i
aditivní model 100 80
y
60 40 20 0 -20 0
5
10
15
20
čas čas.řada period. sl.
trend náh.sl.
Vyhlazení časových řad Vyhlazením lze zjistit trendovou složku časové řady, tj. očistit ji od periodického a nahodilého kolísání. Hledáme trend jako funkci závislosti ukazatele na čase pomocí regresní analýzy. V jednodušších případech metodou to lze provést metodou nejmenších čtverců. Trendovou funkci (matematický vztah) lze použít k předpovědi vyrovnání pro celou časovou řadu. Typy trendových funkcí: vyrovnání lineární regresí -Lineární funkce : PE(t)= b0 + b1t absolutní přírůstky (první diference) kolísají náhodně kolem konstanty kvadratická funkce: PE(t)= b0 + b1t + b2t2 první diference systematicky rostou či klesají, druhé kolísají kolem konstanty Exponenciální funkce: PE (t ) eb0 b1t a 0 a1t řetězové indexy kolísají kolem konstanty Co je jsou jednotlivé indexy časové řady lze ukázat na příkladu časového vývoje výroby elektřiny v ČR mezi lety 1972-1982: Výroba tempo relativní (1970) elektřiny 1. 2. růstu diference řetěz. index bazický index měř. rok mil. kWh dif. dif. % % % 1 1970 45163 2 1971 47237 2074 104,6 4,6 104,6 3 1972 51402 4165 2091 108,8 8,8 113,8 4 1973 53473 2071 -2094 104,0 4,0 118,4 5 1974 56026 2553 482 104,8 4,8 124,1 6 1975 59277 3251 698 105,8 5,8 131,3 7 1976 62746 3469 218 105,9 5,9 138,9 8 1977 66501 3755 286 106,0 6,0 147,2 9 1978 69097 2596 -1159 103,9 3,9 153,0
10 1979 68092 -1005 -3601 11 1980 72732 4640 5645 12 1981 73504 772 -3868 13 1982 74749 1245 473 - průměr 2465,5 -75,4 Vyrovnání speciálními regresními metodami Modifikovaná exponenciální funkce: PE (t ) Tt k a 0 a1t časová řada blíží k určité konstanty vzdaluje
98,5 106,8 101,1 101,7 104,3
-1,5 6,8 1,1 2,8 4,3
150,8 161,0 162,8 165,5 -
konstantě shora či zdola nebo se od
m odifikovaný exponenciální trend 30
t
Tt k a 0 a1 T
20
10
0 1
4
7
10
13
t
funkce logistická
PE Tt
k 1 a0a1t
Gompertzova t Tt ka a01 , ln Tt ln k a1t ln a 0 Logistická a Gompertzova křivka 50 40 30 T
Log. Gomp.
20 10 0 1
4
7
10
13
t
Tento trend má esovitý průběh. Časová řada nejprve vzdaluje od určité konstanty s rostoucí rychlostí a pak po překročení inflexního bodu se blíží s klesající rychlostí k určité konstantě (u G.k. je těžiště až za inflexním bodem). Např. časový průběh objemu prodeje spotřebního zboží, kdy se prodej nejprve rozebíhá zvolna, zájem o zboží narůstá a pak se postupně
dosahuje nasycení. Obdobně je to s vlivem teploty na zatížení PE(t). S rostoucí teplotou klesá a s klesající narůstá.
Regresní rovnice pro TDD Základem při tomto postupu je vysvětlená dekompozice průběhu zatížení na více složek (průběhů) s jasně definovaným vztahem k teplotě – první tři členy rovnice (1). Tyto složky jsou definovány pomocí regresní rovnice, jejíž konkrétní podoba vyjadřuje konkrétní vztah zatížení na teplotě. Poslední člen je regresní člen vyjadřující vliv změny teploty oproti normálové. Na základě dříve provedených analýz je tento trend - regresní rovnice, vyjádřena pomocí modifikované exponenciální závislosti. Potom celková modifikovaná exponenciální regresní rovnice (s využitím logistické trendové funkce; S -křivka) má tvar: 1 TDDdODH K k d D k p Tp k n 0.5 1 exp k b k 0 Tsk TDD dODH
[1]
D kp
denní průměrná hodnota odhadovaného (teoretického) průběhu TDD, konstantní složka nezávislá na teplotě, regresní koeficient trendu, pořadí dne v roce, regresní koeficient normálové teploty,
Tp
denní průměrná hodnota normálové teploty,
Tsk
denní průměrná hodnota skutečné teploty, regresní koeficient udávající amplitudu nelineární složky, regresní koeficient udávající teplotu v inflexním bodu nelineární funkční závislosti, regresní koeficient udávající rychlost nasycení nelineární složky.
K kd
kn k0 kb
VZTAH SKUTEČNÉ TEPLOTY A ZATÍŽENÍ S VYUŽITÍM EXPONENCIÁLNÍ FUNKCE Zatížení (TDDODH)
( 0.5 pro kn=1 )
k0
Tsk
( -0.5 pro kn=1 )
Na základě regresní analýzy se pak stanoví konkrétní hodnoty regresních koeficientů u této rovnice a spočtou se TDD, které v sobě zahrnují předem jasně definované vazby na teplotu, „ideálně“ modelované funkční závislostí. Jestliže tyto matematicky namodelované odhady TDD dostatečně korelují se svými předlohami, pak lze teoreticky prohlásit stanovené vazby zatížení na teplotě za prokázané. Pro doplnění je však třeba dále uvést, že důležitým předpokladem pro správnost výstupů z regresních analýz je vzájemná nezávislost vstupních veličin, pro které současně hledáme
funkční závislost se zatížením. Data o celostátních a regionálních denních průměrných teplotách, stejně jako celoroční průběh celostátních a regionálních denních normálových teplot mají zpracovatelé k dispozici od ČHMÚ. Platí, že celostátní skutečné a normálové teploty jsou využity při přepočtech celostátních TDD a regionální skutečné a normálové teploty jsou využity při přepočtech regionálních TDD ve třídě TDD5.- různé teploty v jednotlivých oblastech. Pro veškeré další postupy jsou všechny průběhy normálových a skutečných teplot exponenciálně vyhlazeny, a to podle následujícího vztahu:
1 1 1 1 1 1 1 1 Ti Ti 1 Ti 2 Ti 3 Ti 4 Ti 5 Ti 6 T 2 4 8 16 32 64 128 256 i 7 1 1 Ti 8 Ti 9 512 1024
Tvyh _ i
[2]
kde: Tvyh _ i - je spočtená vyhlazená teplota ve dni i,
Ti … Ti 9 -jsou teploty ve dni i až postupně ve dni i-9. Pro praktické použití (pro dostatečnou přesnost) stačí zahrnout do uvedeného vzorce prvních deset členů exponenciálního vyhlazení (poslední teplota využívaná teplota je tedy ze dne i-9). Vyhlazením teplot se respektuje vliv určité časové setrvačnosti v obecné závislosti zatížení na venkovní teplotě. Dosahuje se tak zpravidla lepších korelačních vazeb mezi skutečným průběhem zatížení a průběhem zatížení odhadovaným na základě regresních modelů, což zpracovatelé prakticky ověřili. Při analýzách a stanovování regresních koeficientů jednotlivých rovnic přispívá ke zvětšení korelace (a tím ke zpřesnění modelu) rozdělení roku na charakteristická časová období. Nejúčelněji se jeví rozdělení na pracovní dny, soboty a neděle. Pod pojmem „sobota“ je přitom obecně definován nepracovní den po pracovním dnu, „neděle“ zahrnuje každý nepracovní den následující po nepracovním dnu. S využitím těchto definic se příslušně rozčlení i sváteční dny v průběhu roku. Výstupy z provedené regresní analýzy jsou využity v dalším postupu při přepočtu skutečných TDD na normálové TDD. Vyjdeme přitom ze základního vztahu, kdy pro každý den platí: TDDdT NORM TDD dT SK VYCHOZI X d TDD dT SK VYCHOZI TDD dT NORM TDDdT SK VYCHOZI Kde: TDDdT NORM - je denní průměr TDD přepočteného na normálové teploty, TDDdT NORM - je denní průměr výchozího TDD sestaveného na základě měření ve výchozím období, X d - hledaná odchylka denních průměrů obou diagramů
Jestliže dále vyjdeme ze vztahu (1) pro vybranou regresní rovnici, lze za předchozích předpokladů přibližně napsat:
1 TDDdT NORM K k d D k p Tvp k n 0.5 [4] 1 exp k b k 0 Tvp 1 TDDdT SK VYCHOZI K k d D k p Tvp k n 0.5 [5] 1 exp k b k 0 Tvsk vychozi Kde:
Tvp - je denní průměrná hodnota normálové teploty, vyhlazená podle vztahu (2), Tvsk vychozi - je denní průměrná hodnota skutečné teploty ve výchozím období měření,
vyhlazená podle vztahu (2). Jestliže dosadíme rovnice (4) a (5) do vztahu (3) dostáváme:
TDDdT NORM TDD dT SK VYCHOZI [6] 1 1 kn 1 exp k b k 0 Tvsk vychozi 1 exp k b k 0 Tvp Podle uvedeného vztahu (6) lze již snadno spočítat hodnoty denních průměrů TDD přepočtené na normálovou teplotu. Při výpočtu je však třeba odlišovat typ dne (pracovní, sobota, neděle), protože se pro ně dosazují odlišné regresní koeficienty.
Dále lze pro každý den spočítat hodnotu koeficientu KTd NORM podle vztahu: KTd NORM
TDDTd NORM TDDTd SK VYCHOZI
(7)
Jestliže tímto koeficientem vynásobíme každý den všechny hodinové hodnoty TDD sestaveného z měření ve výchozím období, dostaneme pak hodinový průběh TDD přepočteného na normálové teploty: TDDTh NORM K Td NORM TDDTh SK VYCHOZI
(8)
Získáváme tak přímo normalizovaný TDD v souladu se Zásadami užití TDD, kde je obecně značen jako TDDn , pro třídu typových diagramů t a hodinu h je značen TDDnth : h TDDnt TDDTh NORM _ t
(9)
Na základě výsledků z analýz skutečných TDD za ucelený rok 2006 zpracovatelé vydali pro teplotní přepočty TDD v praxi následující doporučení: Doporučení zpracovatelů je „TDD4 a TDD1 nepřepočítávat na teploty“, protože není dostatečně prokázána funkční vazba mezi teplotou a zatížením u těchto typů TDD. METODIKA PŘEPOČTU TDD NA VENKOVNÍ TEPLOTY V PRAXI Postup při přepočtu normalizovaných TDDn na skutečnou venkovní teplotu v praxi je koncipován v souladu se Zásadami užití TDD. Hodinový TDD přepočtený na skutečné venkovní teploty je zde definován: h TDD hpt TDDnt k
(10)
Hlavním úkolem je tedy stanovit v Zásadách užití TDD obecně definovaný koeficient k.
Přitom se musí vycházet z postupu přepočtu TDD sestaveného z naměřených dat za ucelené období na normálový TDD. Zjednodušeně se dá říci, že stejné vztahy a vazby, které nás dovedly k průběhům normalizovaných TDDn, musí být využity pro zjištění průběhů TDDp , a to pro všechny třídy typových diagramů t. Pro stanovení hledaného koeficientu k v rovnici (10) je třeba nejprve na začátku celého postupu připravit vstupní veličiny. U teplot platí již dříve uvedená zásada, že pro přepočty celostátních TDD (tedy pro TDD1, TDD2, TDD3, TDD6 a TDD7) se používají celostátní skutečné teploty a celostátní teplotní normály. V případě regionálních TDD ve třídě TDD5 se používají vždy odpovídající regionální skutečné a normálové teploty (tedy např. pro TDD5 PRE se musí použít regionální skutečné teplota platná pro „území PRE“ a rovněž teplotní normál stanovený pro „území PRE“). Samotný způsob aplikace celostátních a regionálních teplot v přepočtech TDD je však naprosto shodný, proto již v dalším postupu není třeba od sebe odlišovat regionální a celostátní teploty. Po zjištění konkrétní průměrné teploty v posuzovaném dni D je nutno z ní samotné a řady devíti předchozích spočítat vyhlazený průměr, a to dle vztahu (2), který je pro připomenutí zopakován: 1 1 1 1 1 1 1 1 Ti Ti 1 Ti 2 Ti 3 Ti 4 Ti 5 Ti 6 Ti 7 2 4 8 16 32 64 128 256 1 1 Ti 8 Ti 9 512 1024
Tvyh _ i
Kde: Tvyh _ i - je spočtená vyhlazená teplota ve dni i
Ti - Ti 9 -jsou teploty ve dni i až postupně ve dni i-9.
Podle stejného vztahu musí být vyhlazeny i teploty normálové, ty ovšem budou známy předem (provádí - OTE) a teoreticky mohou být již v podobě vyhlazené. Vstupem je přitom vždy posloupnost 1 až 366 hodnot normálových teplot, která jsou k dispozici od ČHMÚ. Pro výpočet vyhlazených teplot na celý kalendářní rok dle předchozího vztahu je třeba znát i posledních devět hodnot teplot z předchozího roku. U normálových teplot se postupuje tak, že se dané posloupnosti normálových teplot v těchto dvou kalendářních letech seskládají chronologicky za sebe. Jestliže tedy chceme spočítat vyhlazené normálové teploty např. pro rok 2006, musí se postupovat následovně. Seskládá se průběh normálových teplot pro roky 2005 a 2006, tedy nejprve posloupnost 1 až 365 hodnot normálových teplot (pro rok 2005) a za ní úplně stejná posloupnost 1 až 365 hodnot normálových teplot (pro rok 2006). Na základě takto sestavených hodnot již lze spočítat dle příslušného vzorce (2) průběh vyhlazených normálových teplot v roce 2006. V dalším postupu je třeba z 24 (příp. z 23 nebo 25 při přechodu letního a zimního času) hodinových hodnot každého průběhu TDDnth v posuzovaném dni D spočítat hodnotu denního průměru TDDntd , dle jednoduchého vztahu:
HD d TDDnt
TDDnth
h 1
(11)
HD
kde: H D je počet hodin v daném dni (pracuje se v zimním a letním čase).
V dalším postupu lze upravit obecnou rovnici (6) pro výpočet přepočtených průběhů TDD v obchodním dni D, označených dle Zásad užití jako TDDhpt . Z rovnice (6) lze však dovodit tyto průběhy TDD pouze na úrovni denních průměrů (označeny jako TDDdpt ):
TDDdpt TDDTd NORM _ t 1 1 kn _ t , D 1 exp kb _ t , D k0 _ t , D Tvp 1 exp kb _ t , D k0 _ t , D Tvsk _ D
(12)
Dosazením z rovnice (9) do rovnice (12) přímo dostáváme:
d TDDdpt TDDnt
1 1 kn _ t , D 1 exp k k T 1 exp k b _t ,D 0 _ t ,D vsk _ D b _ t , D k 0 _ t , D Tvp
(13)
Kde: TDDdpt
je denní průměrná hodnota TDD přepočteného na skutečnou průměrnou
teplotu v obchodním dni D, d TDDnt je denní průměrná hodnota TDD přepočteného na normálovou průměrnou
teplotu v obchodním dni D, hodnota se získá výpočtem z hodinového průběhu (viz (12)), které budou dodány zpracovatelem jako výchozí průběhy pro všechny třídy t , kn _ t , D je regresní koeficient udávající amplitudu nelineární složky, hodnoty budou
dodány zpracovatelem pro všechny třídy t a pro daný typ obchodního dne D, tzn. zvlášť pro „pracovní dny“, „soboty“ a „neděle“ ve smyslu příslušné definice, kb _ t , D je regresní koeficient udávající rychlost nasycení nelineární složky, hodnoty
budou dodány zpracovatelem pro všechny třídy t a pro daný typ obchodního dne D, tzn. zvlášť pro „pracovní dny“, „soboty“ a „neděle“ ve smyslu příslušné definice, k0 _ t , D je regresní koeficient udávající teplotu v inflexním bodu nelineární funkční
závislosti, hodnoty budou dodány zpracovatelem pro všechny třídy t a pro daný typ obchodního dne D, tzn. zvlášť pro „pracovní dny“, „soboty“ a „neděle“ ve smyslu příslušné definice,
Tvsk _ D je denní průměrná hodnota skutečné teploty ve dni D, vyhlazená podle vztahu
(2), skutečné nevyhlazené teploty pro každý den dodá ČHMÚ, Tvp
je denní průměrná hodnota normálové teploty ve dni D, vyhlazená podle
vztahu (2), skutečné nevyhlazené teploty dodá ČHMÚ, budou známy předem pro každý den v roce.
Hledaný koeficient k ( platný pro den D a třídu TDDt ) v základní rovnici (10) pak lze spočítat jako poměr denních průměrů přepočteného a normálového TDD:
k
TDD dpt
(14)
d TDDnt
Dosadíme-li do rovnice (14) z rovnice (13) a rovnice (11), dostaneme jednoznačně definovaný výsledný vztah pro spočtení koeficientu k ( platný pro den D a třídu TDDt ): HD
TDDnth
h 1
k
HD
1 1 kn _ t ,D 1 exp k k T 1 exp k k T b _ t ,D 0 _ t ,D vsk _ D b _ t ,D 0 _ t ,D vp
(15)
HD
TDDnth
h 1
HD
Po vyčíslení koeficientu k a dosazení do vztahu (10) už dostáváme požadovaný průběh TDDhpt . 1
TDDpt h
TDD
pt
=
TDDhnt
*k TDDhnt
OC,t,si,l
TDDnt
OCi,l oC,t,hi,l = OCi,,l* TDDhnt / Tunt oC,t,s,hi,l = oC,t,hi,l * k = OCi,l* TDDhpt / Tunt 0
h den D
TDDhnt = Tunt
8760
Přepočet odběru na skutečné klimatické podmínky ve dni D
Tabulky 1.1 a 1.2, obsahují regresní koeficienty, potřebné pro teplotní přepočty TDD v praxi. Pro celostátní TDD platí tabulka 1.1 a pro regionální TDD platí tabulka 1.2. Pro TDD1 a TDD4, které se na teploty v praxi roku 2008 nepřepočítávali, žádné koeficienty uvedeny nejsou. Pokud by bylo potřeba postupovat jednotně u všech TDD, pak je možné u TDD1 a TDD4 dosadit všechny regresní koeficienty rovny 0.
Tab. 1.1 REGRESNÍ KOEFICIENTY POTŘEBNÉ PRO PŘEPOČTY CELOSTÁTNÍCH TDD NA TEPLOTY
kn_t,P Pracovní kb_t,P dny P k0_t,P kn_t,S Soboty S kb_t,S k0_t,S kn_t,N Neděle N kb_t,N k0_t,N
TDD2
TDD3
TDD6
TDD7
0.13984 0.31785 1.68502 0.13418 0.31134 1.42098 0.14042 0.36442 2.15124
0.35727 0.27547 2.20507 0.37579 0.27093 1.36993 0.35736 0.28605 1.50823
0.44138 0.20091 3.46311 0.47672 0.18543 3.54568 0.49830 0.17605 2.83578
0.57447 0.20789 2.80810 0.60096 0.20092 3.15606 0.64812 0.18001 1.81956
Tab. 1.2 REGRESNÍ KOEFICIENTY POTŘEBNÉ PRO PŘEPOČTY REGIONÁLNÍCH TDD 5 NA TEPLOTY
kn_t,P
Pracovní kb_t,P dny P k0_t,P
PRE
STE
JČE
ZČE
SČE
VČE
JME
SME
0.20342
0.25456
0.13629
0.15595
0.13263
0.18744
0.16956
0.03402
0.20129
0.20887
0.26113
0.18052
0.17954
0.25222
0.23240
0.17259
7.13191
3.50671
1.97815
3.23742
0.45581
3.79195
4.83878
-3.01404
kn_t,S
0.19755
0.21295
0.16769
0.23176
0.15329
0.20279
0.18429
0.03392
Soboty S kb_t,S
0.26155
0.24616
0.23387
0.10318
0.16536
0.25092
0.22143
0.25644
k0_t,S
8.79759
6.43850
5.61549
5.16498
6.04834
5.90818
6.42875
8.79927
kn_t,N
0.17993
0.26167
0.15222
0.76865
0.17527
0.17975
0.17554
0.28183
Neděle N kb_t,N k0_t,N
0.24678
0.19109
0.25493
0.03104
0.11680
0.23139
0.20931
0.02252
8.34443
4.47136
4.90886
0.21957
3.10335
5.58577
6.58559
7.17399
TDDn je k dispozici pro účastníky trhu nejpozději 3 měsíce před prvním obchodním dnem (1.ledna) kalendářního roku a platí po celý kalendářní rok. Na dalším obr. je vidět průběh vypočtených teplotních celostátních koeficientů k za březen 2011 pro jednotlivé typy TDD.
Z obrázku je patrné, jejich hodnota je menší než 1, tj. teploty byly vyšší než normálové, tudíž odběr byl menší než z normálového diagramu.
Př.: Určete předpokládanou hodnotu odběru za měsíc únor pro zákazníka typu C, který který používá distribuční sazbu C45 a v POM nacházejícím se v Praze má instalovaný jistič 3x40 .
Řešení: 1. Protože zákazník ještě nemá z předcházejících období žádné hodnoty odečtů elektřiny, bude jeho předpokládaná hodnota odběru rovna hodnotě odběru z TTDn, korigovaného na skutečné teploty v jednotlivých dnech odběru. 2. Sazba C45 v POM je dvou-tarifní sazba (VT a NT tarif) s operativním řízením nízkého tarifu, který se využívá po dobu 24 hod denně. Tato informace je důležitá: pro zařazení do příslušného TDD a stanovení platby za odběr – není nyní předmětem řešení Podle stanovené metodiky TDD je tento odběr přiřazen do skupiny TDD3. Maximální hodnota Pm = 40A jeho diagramu je dána hodnotou jističe v POM. 3. Hodnoty TDD jsou uvedeny http://www.ote-cr.cz/statistika/typove-diagramy-dodavekelektriny/normalizovane-tdd Příklad časti diagramu pro jeden obchodní den pro každou hodinu je uveden v tabulce: den hod dne hod.roku 01.02.2011 1 745 01.02.2011 2 746 01.02.2011 3 747 01.02.2011 4 748 01.02.2011 5 749 01.02.2011 6 750 01.02.2011 7 751 01.02.2011 8 752 01.02.2011 9 753 01.02.2011 10 754 01.02.2011 11 755 01.02.2011 12 756
TDD3 [-] 0,58417 0,55970 0,58521 0,56280 0,60946 0,67894 0,67811 0,78616 0,78280 0,83352 0,90868 0,83587
01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768
0,88298 0,81167 0,84227 0,80903 0,69030 0,73221 0,72324 0,68597 0,60676 0,61688 0,63515 0,58929
Množství předpokládaného odběru elektřiny při tomto normálové diagramu získáme prostým pronásobením Pm: Hodnota maximálního výkonu je při dodržení účiníku v požadovaných mezích rovna: Pm U S * I S 400 * 40 16 kW den 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 01.02.2011 Celkem TD[hod]
hod dne hod.roku [t] 1 745 2 746 3 747 4 748 5 749 6 750 7 751 8 752 9 753 10 754 11 755 12 756 13 757 14 758 15 759 16 760 17 761 18 762 19 763 20 764 21 765 22 766 23 767 24 768
TDD3t [-] 0,58417 0,55970 0,58521 0,56280 0,60946 0,67894 0,67811 0,78616 0,78280 0,83352 0,90868 0,83587 0,88298 0,81167 0,84227 0,80903 0,69030 0,73221 0,72324 0,68597 0,60676 0,61688 0,63515 0,58929
Pm [kW] 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
h
Wh=O [kWh] 9,34672 8,9552 9,36336 9,0048 9,75136 10,86304 10,84976 12,57856 12,5248 13,33632 14,53888 13,37392 14,12768 12,98672 13,47632 12,94448 11,0448 11,71536 11,57184 10,97552 9,70816 9,87008 10,1624 9,42864 272,4987
17,03117
4. Tento odběr by nastal při normálové teplotě v tomto dnu která je -0,7 ºC, přičemž skutečná teplota byla -8 ºC. Lze tedy předpokládat, že odběr byl nižší. Je nutno přepočítat odběr na skutečnou teplotu, při které byl odběr proveden, přičemž se provede vyhlazení této teploty na základě teploty v předcházejících 9 dnech podle vztahu:
1 1 1 1 1 1 Ti Ti 1 Ti 2 Ti 3 Ti 4 Ti5 2 4 8 16 32 64 1 1 1 1 Ti6 Ti7 Ti8 T 7,89444 o C 128 256 512 1024 i9
Tvyh _ i
den normal skut.
23 -0,4 -3,7
24 -0,8 -3,5
25 -0,6 -1
26 -0,9 -1
27 -1,6 -2,6
28 -1,6 -6,1
29 -1,6 -7,4
30 -1,4 -7,3
31 -0,9 -9,1
1 -0,7 -8
5. 1. února byl pracovní den (úterý). Pro tento den jsou regresní koeficient TDD3 – kn_t,D=0,35727, kb_t,D=0,27547, k0_t,D=2,20507. Není to den přechodu času mezi zimou a létem, proto je HD=24. Lze tedy dosadit do regresní rovnice pro výpočet koeficientu vlivu teploty: HD
TDDhnt h 1
k
HD
1 1 k n _ t ,D 1 exp k b _ t ,D k 0 _ t ,D Tvp 1 exp k b _ t ,D k 0 _ t ,D Tvsk _ D
HD
1,1036006
TDDhnt h1
HD
6. Lze pak spočítat skutečnou předpokládanou hodnotu odběru zákazníka ve dni jednotlivých hodinách dne D. Wh=OH [kWh] 9,34672 8,9552 9,36336 9,0048 9,75136 10,86304 10,84976 12,57856 12,5248 13,33632 14,53888 13,37392 14,12768 12,98672 13,47632 12,94448 11,0448 11,71536 11,57184 10,97552 9,70816 9,87008 10,1624 9,42864 272,4987
K [-] 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601 1,103601
Wh=OSH [kWh] 10,315046 9,8829641 10,33341 9,9377027 10,761607 11,988457 11,973802 13,881706 13,822377 14,717971 16,045117 14,759466 15,591316 14,332152 14,872475 14,285536 12,189048 12,929078 12,77069 12,11259 10,713931 10,892626 11,215231 10,405453 300,72975
Příslušný denní odběrový diagram je znázorněn v grafu:
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
