POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA Model hybrydowy systemu wczesnego ostrzegania na potrzeby elektrowni systemowej mgr inż. Krzysztof Maj prof. dr hab. inż. Tadeusz Krupa opiekun naukowy: Geneza rozprawy Wiodąca teza rozprawy Cele pracy Program badań Badania Implementacja Bibliografia Publikacje własne Seminarium Doktoranckie, Warszawa
GENEZA ROZPRAWY *„POLITYKA ENERGETYCZNA POLSKI DO 2025 ROKU” dokument przyjęty przez RADĘ MINISTRÓW w dniu 4 stycznia 2005 r. Administracja rządowa, w zakresie swoich konstytucyjnych i ustawowych obowiązków jest odpowiedzialna za takie realizowanie polityki energetycznej państwa, które zapewnia przede wszystkim bezpieczeństwo energetyczne kraju* utrzymanie stabilności systemu elektroenergetycznego integralność sieci przesyłowej niezawodność wytwarzania przez elektrownie energii elektrycznej dostawę energii do odbiorców po ekonomicznie uzasadnionych cenach STABILNY RYNEK ENERGII ELEKTRYCZNEJ FUNKCJONOWANIE PODMIOTÓW RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZAKŁÓCENIA Z OTOCZENIA ELEKTROWNI DESTABILIZACJA RYNKU ZAGROŻENIE BEZPIECZENSTWA ENERGETYCZNEGO KRAJU SYTUACJE KRYZYSOWE W ELEKTROWNI 1
ELEKTROWNIA SYSTEMOWA zmiany cen energii na rynku hurtowym wzrost cen paliw brak płynności rynku nadmierna liberalizacja rynku niestabilność rynku energii elektrycznej awaria sieci presja podmiotów rynku modyfikacja danych w wyniku ataków sieciowych zakłócenie w systemie przetwarzania danych biznesowych wypadnięcie jednostki wytwórczej z systemu elektroenergetycznego niestabilność cen akcji ryzyko wolumenu 2 GENEZA ROZPRAWY
3
Symulacja przebiegu sytuacji kryzysowej- oszacowanie strat spowodowanych deficytem mocy zaistniałych na skutek awaryjnego wyłączenia z ruchu, bloku energetycznego o mocy 500 [MW]. Badania przeprowadzone w Elektrowni „KOZIENICE” S.A. BRAK DZIAŁAŃ ANTYKRYZYSOWYCH Charakterystyka okresu badawczego ( ) pora roku: lato cena średnia arytmet. 180 zł/MWh dzień wolny od pracy (niedziela) Generowane, przybliżone straty poniesione przez elektrownię na skutek całodobowego wypadnięcia bloku 500 MW wynoszą: Charakterystyka okresu badawczego ( ) dzień roboczy (wtorek) pora roku: lato cena średnia arytmet. 180 zł/MWh Generowane, przybliżone straty poniesione przez elektrownię na skutek całodobowego wypadnięcia bloku 500 MW wynoszą: PLN PLN 4 GENEZA ROZPRAWY
WIODĄCA TEZA ROZPRAWY Dla zapewnienia ekonomicznie uzasadnionej ciągłości działania elektrowni systemowej możliwe jest zbudowanie dynamicznego modelu rozpiętości parametrów techniczno– ekonomicznych ograniczających przestrzeń decyzyjną w zakresie planowania jej pracy. 5 Parametry: Z1- otoczenie makroekonomiczne elektrowni Z2- oddziaływanie sytuacji kryzysowych Z3- przestrzeń decyzji operacyjnych dotyczących pracy bloku elektrowni Z4- funkcja celu charakteryzująca koszt własny produkcji energii elektrycznej Z5- warunki techniczne pracy bloku
CELE PRACY Opracowanie modelu hybrydowego systemu wczesnego ostrzegania przed utratą ciągłości pracy elektrowni systemowej będącego dynamicznym modelem równowagi oddziaływań elektrowni z jej zewnętrznym otoczeniem dla zmiennych wejściowych opisujących: otoczenie makroekonomiczne elektrowniotoczenie makroekonomiczne elektrowni oddziaływanie sytuacji kryzysowychoddziaływanie sytuacji kryzysowych przestrzeń decyzji operacyjnych dotyczących pracy bloku elektrowniprzestrzeń decyzji operacyjnych dotyczących pracy bloku elektrowni funkcję celu charakteryzującą koszt własny produkcji energii elektrycznejfunkcję celu charakteryzującą koszt własny produkcji energii elektrycznej warunki techniczne pracy blokuwarunki techniczne pracy bloku W oparciu o podstawę empiryczną, przygotowanie aplikacji realizującej model hybrydowy, wspomagającej w sposób ciągły procesy zarządzania w elektrowni systemowej. Cel teoretyczny: Cel praktyczny: 6
PROGRAM BADAŃ % ZAAWANSOWANIA 70%75%70% Analiza źródeł możliwych do zaistnienia sytuacji kryzysowych Ocena symptomów nadchodzącego kryzysu Ocena stopnia przygotowania elektrowni systemowej na nadchodzące kryzysy Określenie typu i rodzaju zaistniałego kryzysu Identyfikacja kluczowych problemów i zagrożeń związanych z zaistniałą sytuacją kryzysową Ocena konsekwencji ekonomicznych kryzysu Określenie udziałowców kryzysu Analiza dostępnych procedur i instrukcji na wypadek zaistnienia sytuacji kryzysowej Realna ocena przydatności dostępnych programów antykryzysowych Uzasadnienie wyboru przyjętego modelu Analiza obszarów stosowalności przyjętego modelu Wybór zmiennych egzogenicznych i endogenicznych Przygotowanie zbioru wektorów wzorcowych Budowa modeli neuronowych Dostrajanie modeli przy użyciu dostępnych technik i narzędzi Przeprowadzenie badań symulacyjnych w oparciu o zaproponowany model Wyznaczenie granic stosowalności przyjętego rozwiązania- Ocena skuteczności przyjętego modelu Działania na rzecz podtrzymania normalnego stanu funkcjonowania elektrowni Dostosowanie funkcjonowania elektrowni do sytuacji kryzysowej w oparciu o przyjęty model Wykorzystanie doświadczeń dla przyszłości 100% 7 STUDIA LITERATUROWE WYBÓR METODY DZIAŁANIA ANTYKRYZYSOWEGO ETAP WDROŻENIOWY SYSTEMU ETAP KONTROLI I OCENA EFEKTYWNOŚCI SYSTEMU ETAP ZAMKNIĘCIA SYTUACJI KRYZYSOWEJ INTERWENCJA POKRYZYSOWA ANALIZA OTOCZENIA ELEKTROWNI
8 BADANIA MODEL NEURONOWY SOM MODEL NEURONOWY DSOM MODEL NEURONOWY SOM predykcja EKSPLORACJA DANYCH WNIOSKOWANIE BAZA WIEDZY Z1Z2 Z3Z4 DECYZJA Z5
9 MAPA SIECI KOHONENA SIEĆ KOHONENA BADANIA
IMPLEMENTACJA 10
BIBLIOGRAFIA 11 Barczak A., Sydoruk T.: Bezpieczeństwo systemów informatycznych zarządzania, Dom Wydawniczy BELLONA, Warszawa 2003 Barker R., Longman C.: CASE*METHODSM Function and Process Modelling, Addison-Wesley Publishers, Wokingham 1994 Bartodziej G., Tomaszewski M.: Polityka energetyczna i bezpieczeństwo energetyczne, Wydawnictwo Federacji Stowarzyszeń Naukowo- Technicznych „Energetyka i Środowisko", Warszawa 2008 Eydeland A., Wolyniec K.: Energy and Power Risk Management, Wiley 2003 Galbraith J.: Strategy Impplementing, Structure, System and Proces, West Publishing, New York 1985 Gładyś H, Matla R.: Praca elektrowni w systemie elektroenergetycznym, Warszawa, WNT Griffin R.: Management 6th edition, Boston- New York 1999 Harvard Business Review: Zarządzanie w sytuacjach kryzysowych, One Press, Gliwice2007 Jajuga K.: Zarządzanie ryzykiem, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 Kaczmarek T.: Ryzyko i zarządzanie ryzykiem. Ujęcie interdyscyplinarne DIFIN Warszawa 2008 Kendall R.: Zarządzanie ryzykiem dla menedżerów, Liber, Warszawa 2000 Kohonen T.: Self-organising Maps, Springer Berlin - Heidelberg, Berlin 1995 Koźmiński A.: Zarządzanie w warunkach niepewności Podręcznik dla zaawansowanych Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa2005 Krupa T.: Elementy organizacji. Zasoby i zadania. WNT, Warszawa Lelątko P., Michalski D., Krysta B.: Zarządzanie ryzykiem na rynku energii elektrycznej, Warszawa 2004, Morrison F.: The Art of Modeling Dynamic Systems Forecasting for Chaos, Randomness, and Determinism, Multiscience Press, 1991 Radzikowska B.: Metody prognozowania, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu, 2001 Rymarczyk M..: Decyzje, Symulacje, Sieci Neuronowe, Wydawnictwo Wyższej Szkoły Bankowej w Poznaniu 1997 Wiśniewski E.: Podejmowanie decyzji- wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 1998 Zerka M.: Mechanizmy rynkowe w elektroenergetyce- zagadnienia wybrane, Instytut Doskonalenia Wiedzy o Rynku Energii, Warszawa 2001
PUBLIKACJE WŁASNE 12 [1] Maj K., Krupa T.:The management method preventing a crisis situation in an electrical energy utility, Foundations of Management, International Journal 2/2010, Warsaw University OF Technology, Faculty Of Management, Warsaw 2010, p [2] Maj K., Krupa T.: Sieci neuronowe do przetwarzania informacji narzędziem wspomagającym procesy zarządzania w elektroenergetyce, Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją, Opole 2008, s [3] Maj K.: Możliwość zastosowania sieci neuronowych w zarządzaniu sytuacją kryzysową, w przedsiębiorstwie elektroenergetycznym, Zeszyty Naukowe „Nauki Ekonomiczne”, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2008, s [4] Maj K.: Metoda zarządzania zapobiegająca sytuacji kryzysowej w przedsiębiorstwie elektroenergetycznym, Wydział Inżynierii Produkcji Instytut Organizacji Systemów Produkcyjnych, Warszawa 2007, artykuł programowy [5] Maj K.: Możliwości zastosowania sieci neuronowych w przewidywaniu sytuacji kryzysowej przedsiębiorstwie elektroenergetycznym, Zeszyty Naukowe Nauki Ekonomiczne Nr 35, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2007, s [6] Maj K.: Możliwości zastosowania sieci neuronowych w Systemach Wczesnego Ostrzegania- jako narzędzia wspomagającego procesy zarządzania w energetyce, Zeszyty Naukowe Nauki Ekonomiczne Nr 34, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2006, s [7] Maj K.: Informatyka w energetyce- przykłady zastosowań i funkcjonowania systemów informatycznych w wybranych segmentach Rynku Energii Elektrycznej w Polsce, Zeszyty Naukowe Nauki Ekonomiczne Nr 33, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2005, s [8] Maj K., Krupa T.: PROJEKT BADAWCZY w ramach grantu promotorskiego N oraz umowy nr 0352/B/H03/2008/35 z dnia 24 listopada 2008 r.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ