Sygnity

Sygnity Capacity Market: dla kogo i dlaczego?

Piotr Karwaczyński, Adam Larysz

Wraz z wejściem w życie Ustawy z dnia 8 grudnia 2017 r. o rynku mocy [1] w Sygnity rozpoczęliśmy prace koncepcyjne nad rozwiązaniem informatycznym, mogącym przynieść wymierne korzyści podmiotom, które w przyszłości będą funkcjonować na kształtującym się rynku. Zapoznaliśmy się z nową dziedziną, nawiązaliśmy kontakt z kilkunastoma podmiotami – przyszłymi dostawcami mocy, uczestniczyliśmy w szkoleniach i seminariach dedykowanych przyszłym uczestnikom rynku. Na podstawie pozyskanej wiedzy i opinii opracowaliśmy koncepcję i prototyp aplikacji. Obserwując istotne zainteresowanie rynkowe naszym pomysłem, zainwestowaliśmy w przygotowanie produktu Sygnity Capacity Market (SCM).

Jedną z pierwszych decyzji realizacyjnych był wybór sprawdzonej platformy aplikacyjnej Sygnity Forecast jako „podwozia” dla nowego rozwiązania. Po wykonaniu zasadniczej części SCM, obejmującej m.in. część ewidencyjną (jednostki rynku mocy, jednostki fizyczne, umowy mocowe, transakcje rynku wtórnego, etc.), obsługę okresów zagrożenia, czy narzędzia do monitorowania wypełniania obowiązków mocowych, podjęliśmy decyzję o pozyskaniu partnera będącego uczestnikiem rynku mocy, z którym wspólnie moglibyśmy kontynuować rozwój produktu. 

Dzięki temu nasze rozwiązanie budujemy w taki sposób, aby spełniało oczekiwania biznesowe i funkcjonalne faktycznego użytkownika.

W niniejszym opracowaniu przedstawiamy główne obszary funkcjonalne zbudowanej przez nas aplikacji, wskazujemy ich potencjalnych odbiorców oraz nakreślamy wartość, jaką te funkcje mogą wnosić.


Niektóre z omawianych funkcjonalności są ilustrowane ekranami aplikacji. Dane widoczne na formularzach pochodzą z publicznie dostępnych źródeł. Część danych została wygenerowana w sposób losowy i może nie mieć żadnego uzasadnienia z biznesowego punktu widzenia.

1. Monitorowanie wypełniania obowiązku mocowego

W trakcie wypełniania zobowiązań wynikających z umów mocowych, podstawową potrzebą dostawcy mocy będzie dostęp do aktualnych informacji o wysokości jego obowiązków mocowych oraz o możliwościach dostarczania mocy do KSE. W aplikacji SCM wprowadziliśmy dedykowane ekrany do wizualizacji tych wartości w perspektywie dobowo-godzinowej. Przewidując różnorodność potrzeb w zakresie monitorowania, postanowiliśmy wprowadzić istotne możliwości konfiguracyjne. Dodanie nowego ekranu monitorowania i skonfigurowanie jego zawartości jest czynnością administracyjną, a nie programistyczną. Poniżej przedstawiamy przykładowy ekran monitorowania bilansu zobowiązań i możliwości JRM.

Rys. 1. Przykładowy ekran monitorowania bilansu zobowiązań i możliwości JRM

Lewa strona ekranu prezentuje jednostki rynku mocy (JRM) umieszczone w hierarchicznej strukturze grup. Ich organizacja typowo może wynikać z podziału wg jednostek organizacyjnych, spółek, czy technologii wytwarzania energii. Aplikacja nie narzuca podziału, pozwala na zbudowanie dowolnej hierarchii poprzez dodawanie nowych grup i określanie ich poziomu zagłębienia.

Każda z JRM lub grup może być opisana zbiorem atrybutów, z których każdy reprezentuje macierz wartości godzinowych (prawa, dolna część ekranu). Dodawanie i organizacja atrybutów do postaci hierarchii, podobnie jak w przypadku operacji na hierarchii JRM, jest czynnością administracyjną. Atrybuty można zasilać danymi na kilka sposobów. Przede wszystkim można przypisać im zadania importujące dane określonego typu, zarówno te ewidencjonowane bezpośrednio w SCM (np. moc osiągalna netto) albo pochodzące z systemów zewnętrznych (np. ubytki elektrowniane). 

Drugim sposobem zasilania atrybutów danymi jest definiowanie formuł w notacji zbliżonej do tej używanej w MS Excel. W ten sposób, na podstawie wartości jednych atrybutów można wyliczać wartości pochodne (np. agregaty) i zapisywać je w innych atrybutach. Do definiowania przeliczeń można skorzystać z biblioteki ponad 400 standardowych funkcji [2]. Kolejną metodą zasilania atrybutów danymi jest zasilenie ręczne, wykonywane poprzez wprowadzenie godzinowego grafiku wartości. 

Dostępnych jest wiele mechanizmów usprawniających wprowadzanie wartości: wypełnienie zaznaczonego zakresu komórek określoną wartością, import danych z pliku MS Excel, wklejanie macierzy z MS Excel, wypełnienie wartością w określonym przedziale godzinowym, etc.


Przebiegi czasowe atrybutów można wizualizować na wykresie (prawa, górna część ekranu). Na jednym wykresie można prezentować wiele serii danych, korzystając z kilku standardowych typów wykresów. Fragmenty wykresu można wg potrzeb powiększać, oddalać, zapisywać do pliku graficznego. Zarówno seriom danych, jak i elementom wykresu można modyfikować styl wyświetlania. Możliwe jest także dostosowanie wykresu do specyficznych potrzeb, wykraczających poza możliwości konfiguracyjne, poprzez działania programistyczne.

2. Zarządzanie obowiązkami mocowymi

Jednostki rynku mocy mogą wejść w posiadanie obowiązku mocowego poprzez wygranie aukcji mocy i podpisanie umowy mocowej (rynek pierwotny) lub zawierając transakcje przenoszące na nich obowiązek mocowy od innych jednostek (rynek wtórny). W SCM obowiązki mocowe wynikające z zawartych umów mocowych rejestrowane są w ewidencji umów mocowych. 

Każda zarejestrowana umowa mocowa musi mieć wskazaną aukcję, z której się wywodzi, JRM, którego dotyczy, dostawcę mocy, okres czasu, przez jaki obowiązuje, a także wolumen mocy i cenę netto uwzględniającą pomoc publiczną udzieloną jednostce z innych źródeł. Dla umów wieloletnich w aplikacji funkcjonuje mechanizm indeksowania cen współczynnikami inflacji.


Przeniesienia obowiązku mocowego pomiędzy JRM rejestrowane są w ewidencji transakcji. Transakcja jednoznacznie określa, pomiędzy jakimi JRM następuje przeniesienie obowiązku mocowego i jakie jest pierwotne źródło tego obowiązku (tj. aukcja, która go powołała do istnienia oraz JRM, który na tej aukcji go nabył). 

Przenoszony obowiązek mocowy ma postać grafiku dobowo-godzinowego. W SCM, podczas rejestracji transakcji można skorzystać z wielu funkcji usprawniających wprowadzenie poprawnego grafiku (prezentacja limitów po stronie oddającego i przyjmującego, mechanizm walidacji wartości, graficzna sygnalizacja przekroczeń, wklejanie macierzy z arkusza MS Excel, wypełnianie grafiku wartościami w zadanych przedziałach godzin, dat, w strefach, itp.). Transakcje, ze względu na złożony cykl życia zadany regulacjami prawnymi [3], są opisywane atrybutem wskazującym ich aktualny stan.

Użytkownik posiada wgląd w obowiązek mocowy jednostki rynku mocy w dwóch perspektywach. Pierwsza z nich prezentuje sumaryczny grafik wolumenu obowiązku mocowego JRM w każdej godzinie, z możliwością wyświetlenia jego składowych pochodzących z pojedynczych umów i transakcji. 

Poza ziarnem godzinowym, obowiązki mocowe mogą być prezentowane w postaci zagregowanej (suma, średnia) dla dób lub miesięcy. Oprócz grafiku z wolumenem użytkownik posiada wgląd w grafik z cenami (średnie ceny ważone wolumenem) w każdej godzinie, także z możliwością wglądu w ceny składowe.

Rys. 2. Wgląd w obowiązki mocowe JRM i ich źródła pochodzenia

3. Przenoszenie obowiązku mocowego

Posiadając w systemie informatycznym dane opisujące możliwości dostarczania mocy przez JRM (m.in. moc osiągalna netto, korekcyjny współczynnik dyspozycyjności, informacje o planowanych i nieplanowanych niedyspozycyjnościach) oraz dane reprezentujące zobowiązania JRM na rynku mocy (obowiązki mocowe pochodzące z rynku pierwotnego i wtórnego), można w sposób automatyczny, zalgorytmizowany reagować na fluktuacje dyspozycyjności. 

Cel i postać takiego algorytmu są bardzo mocno uzależnione od uwarunkowań organizacyjnych i technicznych przedsiębiorstwa. Z jednej strony działanie algorytmu w oczywisty sposób będzie zależeć od dostępności i aktualności danych wejściowych. Z drugiej strony, po zaproponowaniu puli transakcji przez algorytm, konieczne będą odpowiednie kompetencje merytoryczne i możliwości decyzyjne użytkownika do weryfikacji i zatwierdzenia jego rezultatów.

Rys. 3. Etap analizy i zatwierdzania transakcji generowanych przez algorytm przenoszenia obowiązków mocowych

Dodatkowym czynnikiem istotnie wpływającym na postać i cele algorytmu jest możliwość (albo jej brak, jak to ma obecnie miejsce) integracji z Rejestrem Rynku Mocy [4]. Konieczność ręcznego wprowadzania transakcji w PURM skutkuje dążeniem do minimalizacji liczby transakcji proponowanych przez algorytm, nawet kosztem utraty części przychodów.

Na ogólnym poziomie, na algorytm przenoszenia obowiązku mocowego składają się następujące elementy:

  1. określenie bodźców uruchamiających algorytm,
  2. ustalenie zakresu czasu i puli JRM, na których operuje algorytm,
  3. identyfikacja i priorytetyzacja obowiązków mocowych wymagających przeniesienia,
  4. identyfikacja i priorytetyzacja możliwości przyjęcia przez JRM dodatkowych obowiązków mocowych,
  5. definiowanie transakcji przenoszących obowiązek mocowy wg priorytetów,
  6. analiza wynikowych, proponowanych transakcji przez użytkownika aplikacji,
  7. zatwierdzenie lub odrzucenie proponowanych transakcji.

Spodziewamy się, że algorytmy przenoszenia obowiązku mocowego będą specyficzne dla naszych klientów i będą elementem ich przewagi konkurencyjnej na rynku mocy. Stąd jednym z założeń projektowych aplikacji SCM jest możliwość projektowania, implementacji i wdrażania dedykowanych algorytmów dla różnych klientów w taki sposób, aby każdy z nich miał dostęp wyłącznie do własnego algorytmu.

4. Wsparcie działania podczas okresów zagrożenia

Okres zagrożenia będzie ogłaszany przez OSP nie później niż na 8 godzin przed jego rozpoczęciem. Wraz z informacją o wystąpieniu okresu zagrożenia, publikowane będą parametry pozwalające wyliczyć skorygowany obowiązek mocowy (SOM) jednostek rynku mocy.

Zarejestrowanie okresu zagrożenia w aplikacji SCM, zarówno faktycznego, jak i testowego, polega na wprowadzeniu jego parametrów w odpowiednich godzinach. Zakładamy, że docelowo Rejestr Rynku Mocy będzie w stanie udostępniać innym aplikacjom informacje o wystąpieniu okresu zagrożenia w sposób nie wymagający udziału człowieka. 

W następstwie zarejestrowania okresu zagrożenia, aplikacja może rozesłać odpowiednie powiadomienia SMS lub e-mail do dowolnej, uprzednio określonej grupy odbiorców. Następnie SCM automatycznie wylicza SOM dla wszystkich JRM świadczących obowiązek mocowy w danym okresie zagrożenia.

Rys. 4. Zarejestrowane okresy zagrożenia i skorygowane obowiązki mocowe

Na podstawie wyliczonych danych aplikacja umożliwia użytkownikowi monitorowanie skorygowanego obowiązku mocowego w odniesieniu do mocy dyspozycyjnych i niedyspozycyjnych, na poziomie JRM, grupy JRM, jednostki organizacyjnej, czy całego przedsiębiorstwa. W przypadku stwierdzenia deficytu mocy, aplikacja w sposób automatyczny lub na żądanie użytkownika może wykonać algorytm przeniesienia obowiązku mocowego.

5. Algorytmy rozliczeniowe

Proponujemy wsparcie aplikacyjne dla dwóch obszarów rozliczeń rynku mocy:

(1) prowadzenia wewnętrznych rozliczeń uczestnictwa w rynku mocy oraz

(2) generowania kontrolnych raportów rozliczeniowych.

5.1. Rozliczenia wewnętrzne

Przedsiębiorstwo energetyczne w skład którego wchodzą podmioty będące dostawcami mocy może realizować własną, wewnętrzną politykę zarządzania obowiązkami mocowymi i powiązanymi z nimi ryzykami oraz szansami. Skala korzyści, jakie przedsiębiorstwo może uzyskać z takiego podejścia jest wprost proporcjonalna do liczby dostawców mocy i jednostek rynku mocy, jakimi ono dysponuje. 

Ze względu na dodatkowe, wewnętrzne reguły działania w naturalny sposób pojawia się potrzeba odpowiedniego dostosowania redystrybucji kosztów i korzyści wynikających z uczestnictwa w rynku mocy.


Rejestrowany w rozwiązaniu SCM komplet informacji odnośnie planowanego i wykonanego dostarczania mocy przez JRM może posłużyć jako dane wejściowe do algorytmu rozliczeniowego. Jednym z modułów rozwiązania SCM jest narzędzie m.in. dające możliwość wygenerowania rozliczenia na podstawie zdefiniowanego algorytmu, przechowujące komplety danych, dla których generowano rozliczenia oraz pozwalające wykonywać korekty rozliczeń.

5.2. Rozliczenia kontrolne

Rozliczenia finansowe rynku mocy są realizowane przez zarządcę rozliczeń rynku mocy, na podstawie dyspozycji Operatora Systemu Przesyłowego. OSP, na podstawie m.in. zawartych umów mocowych, danych pomiarowych dotyczących jednostek fizycznych tworzących JRM oraz informacji o okresach zagrożenia ustala wysokości należności i kar dla dostawców mocy. Dostawcy mocy, dysponując źródłowymi danymi rozliczeniowymi oraz znając algorytm rozliczeniowy, są w stanie kontrolować poprawność wyliczanych kwot.

 Ze względu na złożoność procesu rozliczeń i znaczną liczbę podmiotów w ten proces zaangażowanych, a tym samym występowanie wielu potencjalnych źródeł błędów, taka kontrola po stronie bezpośrednio zainteresowanych wydaje się być w pełni uzasadniona.


Na dzień pisania referatu nie jest pewne, czy dostawcy mocy będą dysponować kompletem danych wejściowych (np. dane o sumarycznym wykonaniu SOM na potrzeby kontrolnego wyliczenia premii). Jednak biorąc pod uwagę powszechne dążenie do zapewniania transparentności działań zakładamy, że takie dane będą publikowane.

6. Podsumowanie

Odpowiadając na tytułowe pytanie: SCM to rozwiązanie informatyczne opracowane z myślą o dostawcach mocy, którzy zarządzają znaczną liczbą JRM lub planują aktywnie działać na rynku wtórnym. Takie zdefiniowanie grupy potencjalnych odbiorców wynika z korzyści, jakie może ona wnieść w działalność operacyjną:

  1. dostarczenie spójnego i aktualnego wglądu w obowiązki mocowe wynikające z rynków pierwotnego i wtórnego w każdej godzinie, zarówno na poziomie pojedynczego JRM jak i dowolnie określonej ich grupy,
  2. umożliwienie sprawnego reagowania w sytuacji wystąpienia okresu zagrożenia,
  3. automatyzacja i algorytmizacja złożonych czynności, takich jak optymalne przeniesienie obowiązku mocowego, realokacja wykonania obowiązku mocowego, czy zarządzanie cyklem życia transakcji (szczególnie po powstaniu systemu obsługującego rynek wtórny oraz udostępnieniu interfejsów przez Rejestr Rynku Mocy),
  4. usprawnienie wewnętrznego procesu rozliczeniowego oraz procesu kontroli rozliczeń,
  5. rozszerzenie możliwości zarządzania informacją w przedsiębiorstwie i podejmowania decyzji opartych na wiedzy.

Trudno wyrokować, jak bardzo rozwinie się rynek wtórny i tym samym z jakimi liczbami transakcji będą musieli radzić sobie uczestnicy tego rynku. Niemniej jednak prawna możliwość bardzo drobnego dzielenia obowiązków mocowych oraz potencjał optymalizacji przychodów mogą doprowadzić do konieczności zapanowania nad tysiącami transakcji. W takim scenariuszu trudno sobie wyobrazić efektywne działania bez odpowiedniego wsparcia aplikacyjnego.

Literatura
  • [1] Ustawa z dnia 8 grudnia 2017 r. o rynku mocy, Dz.U. 2018 poz. 9.
  • [2] GrapeCity Inc.: Spread Formula Reference Documentation, https://www.grapecity.com, 2019.
  • Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.: Regulamin Rynku Mocy z dn. 27 marca 2018, https://www.pse.pl/regulamin-rynku-mocy.
  • [4] Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.: Rejestr Rynku Mocy – Portal Uczestnika Rynku Mocy (PURM), https://purm.pse.pl, 2019.