Energetsko ekonomski modeli izgradnje EES-a

Opis predmeta

Energetske, ekonomske i ekološke karakteristike važne za planiranje: termoelektrana; hidroelektrana (protočne, akumulacijske, pumpno-akumulacijske; statistika vjerojatnosti hidroloških prilika, troškovi gradnje hidroelektrana, procjena troškova parametarskom metodom) i NE. Ekonomija neobnovljivih i obnovljivih izvora, metode za procjenu tehnologija. Dugoročni razvoj energetike i elektro-energetike. Metode za planiranje u elektroenergetskom sustavu: Simulacijski i optimizacijski modeli, Algoritmi za simulaciju pogona sustava. Planiranje s najmanjim troškovima i integralno planiranje resursa i upravljanje potrošnjom. Predviđanje potrošnje. Uključivanje ekologije u planiranje i planiranje za održivi razvoj. Proces odlučivanja. Kordinacija hidro i termo proizvodnje. Planiranje u uvjetima nesigurnosti. Integrirano modeliranje tržišta emisija i električne energije, optimiranje ograničenja emisija, vrednovanje cijena emisija. Simulatori tržišta električne energije.

Opće kompetencije

Cilj je upoznavanje s različitim metodama koje se koriste u modeliranju energetike i da studenti dobe znanje koje se može primjeniti na jednostavnim problemima. Predviđanje kratko i dugoročne dostatnosti proizvodnih kapaciteta. Optimiranje razvoja proizvodnih kapaciteta elektroenergetskog sustava s obzirom na energetske, ekonomske i ekološke zahtjeve – planiranje u skladu s principima održivog razvoja. Metode i modeli za planiranje razvoja EES-a (Simulacijski i optimizacijski modeli, i modeliranje rada sustava). Financijske analize: modeliranje strateškog ponašanja, utjecaj reguliranih djelatnosti na tržište, predviđanje kratko i dugoročne dostatnosti proizvodnih kapaciteta, optimiranje strategija trgovanja za zadani portfelj proizvodnih i prijenosnih kapaciteta, ocjena posljedica ekoloških ograničenja i zahtjeva sigurnosti opskrbe. Modeli i alati za simulaciju i planiranje u uvjetima otvorenog tržišta električne energije. Modeli odlučivanja.

Ishodi učenja

  1. objasniti ekonomske principe u proizvodnji i potrošnji energije, rezerve energenata, ekonomiju neobnovljivih i obnovljivih izvora.
  2. procijeniti energetske, ekonomske i ekološke karakteristike važne za planiranje: termoelektrana; hidroelektrana (protočne, akumulacijske, pumpno-akumulacijske) i NE
  3. usporediti metode i modele za planiranje u elektroenergetskom sustavu (simulacijski i optimizacijski modeli, modeliranje rada sustava)
  4. objasniti modele planiranja s najmanjim troškovima i integralno planiranje resursa
  5. prikazati način predviđanja potrošnje (principe, tehnike predviđanja, krivulja trajanja opterećenja) i tipične potrebne podatke.
  6. objasniti proces odlučivanja kod izbora razvoja energetskog sustava (sudionici, multikriterijska analiza u procesu odlučivanju)
  7. analizirati koordinaciju hidro i termo proizvodnje (vrijednost vode, kratkoročna ili dugoročno iskorištavanje, modeli) i troškove proizvodnje električne energije.
  8. upotrijebiti specifične energetske modele na jednostavnom primjeru (WASP, MESSAGE, PLEXOS).

Oblici nastave

Predavanja

Nastava na predmetu organizirana je kroz dva nastavna ciklusa. Prvi ciklus se sastoji od 7 tjedana direktne nastave i meduispita. Drugi ciklus nastave sadrzava 6 tjedana direktne nastave i zavrsni ispit. nastava se provodi kroz ukupno 15 tjedana s tjednim opterecenje od 2 sata.

Provjere znanja

Provjera znanja se providi dva puta i to u osmom i petnaestom tjednu. Provjera znanja je pismena i sastoji se od pitanja sa zaokruzivanjem, pitanja s opisnim odgovorm i zadataka. Završni ispit je i usmeni

Laboratorijske vježbe

Radi upoznavanja sa razlicitim modelima za planiranje proizodnih kapaciteta elektricne energije i njihovog utjecaja na okolis kroz pet trosatnih laboratorijske vjezbe studenti ce se upoznati s osnovnim karakteristikama programa PLEXOS.

Demonstracijske vježbe

Demonstracije rada i vježbe u programskom paketu PLEXOS.

Konzultacije

Konzultacije prema potrebama studenata.

Seminari

Kroz rad na seminaru studenti ce opisati rezultate rada tijekom laboratorijskih vjezbi sa PLEXOS modelom za modeliranje i planiranje proizvodnih kapaciteta elektricne energije.

Konstrukcijske vježbe

Konstrukcijska vježba modela 3-čvora i 5-čvorova u programskom paketu PLEXOS.

Programske vježbe

Izrada modela hrvatskog EES-a u programskom paketu PLEXOS.

Ostali oblici skupnog ili samostalnog učenja

Domaća zadaća sa zadacima.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 60 % 7 % 60 % 7 %
Sudjelovanje u nastavi 50 % 6 % 0 % 0 %
Seminar/Projekt 70 % 10 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 50 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 55 % 27 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 50 % 73 %
Ispit: Usmeni 20 %

Tjedni plan nastave

  1. Opći pojmovi, ekonomski principi u proizvodnji i potrošnji energije, rezerve energenata, sustav za dobavu energije, izvori energije i njihovo korištenje, struktura i organizacija ekonomije u energetici i elektroenergetici, fizikalni i tehnički principi elektrana, utjecaj energetskog sektora na okoliš, principi ekonomije u ekologiji. Ekonomija neobnovljivih i obnovljivih izvora.
  2. Osnove analize energetskih sustava I teorija sustava, ciljevi energetskog planiranja, modeliranje, vremenski periodi I regresijska analiza, “input-output”analiza , metoda linearnog programiranja, dinamičko optimiranje, analiza ekonomske isplativosti, modeli energetskih sustava (“top-down”, “bottom-up”), energetsko ekonomski modeli, alati za planiranje u elektro, plinskoj I naftnoj industriji.
  3. Područja modela energetske politike. Modeli energetskih sustava koji pokušavaju opisati ponašanje cijelog energetskog sektora (npr. države, regije ili globalno) koji se u modelu koriste makoekonomskim trendovima. Energetsko ekonomski modeli koji pokušavaju pokriti utjecaj energetskog sektora na šire gospodarstvo. Modeli za djelove sustava npr. sektorski modeli, alati za analizu energetskih lanaca, analizu elektrana i dr. Laboratorijska vježba: uvod u specifični energetski model i izrada jednostavnog primjera i izvođenje programa za pripremljeni primjer. Model za simuliranje planiranja s namanjim troskovima gradnje proizvodnih kapaciteta – WASP.
  4. Troškovi proizvodnje električne energije (vrste troškova, cijena električne energije). Energetske, ekonomske i ekološke karakteristike važne za planiranje: termoelektrana (tipične tehničke i ekonomske karakteristike, parametri utjecaja na okoliš); hidroelektrana (protočne, akumulacijske, pumpno-akumulacijske; statistika vjerojatnosti hidroloških prilika, troškovi gradnje hidroelektrana, procjena troškova parametarskom metodom) i NE.
  5. Koncept održivog razvoja, ekonomija neobnovljivih i obnovljivih izvora, metode za procjenu tehnologija. Dugoročni razvoj energetike i elektro-energetike. Planiranje u EES (kratkoročno i dugoročno planiranje, krivulja trajanja opterećenja, prognoza vršnog opterećenja, zaštita okoliša i planiranje EES). Ekonomika u planiranju EES. Laboratorijska vježba: uvod u specifični energetski model i izrada jednostavnog primjera i izvođenje programa za pripremljeni primjer. Model za optimiranje strategija opskrbe energijom i utjecaja na okolis proizvodnje elektricne energije – PLEXOS.
  6. Metode za planiranje u elektroenergetskom sustavu: simulacijski i optimizacijski modeli, modeliranje rada sustava. Algoritmi za simulaciju pogona sustava, Metode i algoritmi za određivanje optimalnog razvojnog plana za proizvodna postrojenja u elektroenergetskom sustavu. Planiranje s najmanjim troškovima i integralno planiranje resursa i upravljanje potrošnjom.
  7. Rad vertikalno integriranog elektroenergetskog sustava. Modeli i primjeri rada u uvjetima otvorenog tržišta. Otvoreno tržište električne energije i politika planiranja. Raspored proizvodnje, nezavisni proizvođači električne energije, kogeneracija. Predviđanje potrošnje (principi, tehnike predviđanja, krivuljatrajanja opterećenja). Predviđanje kratko i dugoročne dostatnosti proizvodnih kapaciteta. Tipični potrebni podaci.
  8. Provjera znanja
  9. Uključivanje ekologije u planiranje i planiranje za održivi razvoj. Proces odlučivanja: sudionici, multikriterijska analiza u procesu odlučivanju: integracija ekonomskih, društvenih, zdravstvenih i okolišnih utjecaja. Modeliranje za optimiranja razvoja proizvodnih kapaciteta elektroenergetskog sustava s obzirom na energetske, ekonomske i ekološke zahtjeve – planiranje u skladu s principima održivog razvoja. Laboratorijska vježba: uvod u specifični energetski model i izrada jednostavnog primjera i izvođenje programa za pripremljeni primjer. Pojednostavljeni pristup odredivanju utjecaja proizvodnje elektricne energije – SIMPACTS.
  10. Koordinacija hidro i termo proizvodnje (vrijednost vode, kratkoročna ili dugoročno iskorištavanje, modeli). Problem agregiranja u energetici. Interakcija energetike i ekonomije.
  11. Financijske analize: modeliranje strateškog ponašanja, utjecaj reguliranih djelatnosti na tržište, predviđanje kratko i dugoročne dostatnosti proizvodnih kapaciteta, optimiranje strategija trgovanja za zadani portfelj proizvodnih i prijenosnih kapaciteta, ocjena posljedica ekoloških ograničenja i zahtjeva sigurnosti opskrbe.
  12. Različiti modeli za analizu tržišta energentima. Analiza interakcije tržišta električne energije i tržišta drugih energenata. Planiranje kupnje i prodaje električne energije i drugih energenata na otvorenom tržištu. Investiranje u energetske sustave i tehnologije. Sustavi proizvodnje električne i toplinske energije. Kriteriji i alati za planiranje. Simulacijski modeli. Propisi zaštite okoliša i tržišta. Gospodarenje rizicima i zagušenjem.
  13. Modeli i alati za simulaciju i planiranje u uvjetima otvorenog tržišta električne energije. Modeli odlučivanja. Modeli za dugoročno planiranje u restrukturiranim uvjetima: dinamičko modeliranje investicija za nove elektrane u uvjetima nesigurnosti. Tržišna snaga. Planiranje u uvjetima nesigurnosti. Integrirano modeliranje tržišta emisija i električne energije, optimiranje ograničenja emisija, vrednovanje cijena emisija. Laboratorijska vježba: uvod u specifični energetski model i izrada jednostavnog primjera i izvođenje programa za pripremljeni primjer. Model za simuliranje tržišta električne energije i planiranje potrebnih proizvodnih kapaciteta u tržišnim uvjetima - PLEXOS.
  14. Opis različitih modela energetskog sektora. Simulatori tržišta električne energije (veleprodajnog, maloprodajnog, kratkoročno i dugoročno simuliranje i planiranje razvoja). Laboratorijska vježba izrada jednostavnog primjera i izvođenje programa za pripremljeni primjer u programu PLEXOS. Prezentacija rezultata vlastitog modela.
  15. Provjera znanja

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Elektroenergetika (profil)
Predmeti specijalizacije profila (3. semestar)

Literatura

Ferdinand E. Banks (2000.), Energy Economics: a Modern Introduction, Kluwer Academic Publishers
T.W. Berrie (1992.), Electricity Economics and Planning, IEE Power Series 6
A. Eydeland; K. Wolyniec (2003.), Energy and Power Risk Management: New Developments in Modeling, Pricing and Hedging, Wiley/Finance
D. Feretić, Ž. Tomšić, D. Škanata, N. Čavlina, D. Subašić (2000.), Elektrane i okoliš, Element, Zagreb
B. Murray (1999.), Electricity Markets. Investment Performance and Analysis, J. Wiley
(.), PLEXOS Tools Users Manual,

Laboratorijske vježbe