Mechanisms for efficient investments and optimal zones in regional power market

The paper is result of research different cross-border electricity trading mechanisms impact. Focus is on investments in generation and transmission power system facilities in regional market. Assumptions include efficient market coupling mechanism (with more bidding zones), use of additional investment indicators (like social welfare and congestion cost) and security of supply issues (capacity mechanisms). There is discussion on cost benefits analysis for particular market participants and there is possibility of risk reduction for regional power system expansion. It is shown current state-of-the-art, problems and trends in solving some aspects of market integration and investment issues. In some cases smaller and well defined bidding areas are absolutely essential in order to ensure system security and economic efficiency. There is no single criterion for power system expansion but it is possible to use combination of incentive schemes and possible through one index for cross-border trade. Risk management for cross-border electricity trading through several areas needs to be upgraded with use of financial transmission rights like weighted average area prices, respectively. Regional power system security is closely associated with timely investments in energy supply in line with economic development and environmental needs. Security of supply indicator is deriving an estimation of security of supply improvement from the market based simulation results when a generation or transmission investment project is implemented. All researched makes market integration and investments in Europe more efficient and gives more correct signals to market participants in regional market

Modular Wavemaker Design for Harbours and Ships Physical Model Testing

The paper presents design and implementation of a portable modular wavemaker system for producing regular and irregular waves in laboratory basins and fl umes. The system was built for the purpose of testing the impact of the sea waves on ships and coastal facilities. It is suitable for generation of all tipes regular and irregular surface waves. Modular system structure maintains high degree of fl exibility and reusability. Finally, the testing process on the physical model of Split harbour is described, and the currently obtained results are shown

THE IMPACT OF STRUCTURAL-PETROGRAPHIC, HYDRODYNAMIC AND OTHER FACTORS ON ROCK WEATHERING IN THE FOUNDATION OF THE DUBROVNIK RAMPARTS

Otpornost, stabilnost i postojanost stijenske mase u temelju dubrovačkih zidina izučavana je u uvjetima djelovanja različitih čimbenika, a posebno pod utjecajem abrazije, erozije i korozije morske vode. Pojedinačno obrađeni i utvrđeni različiti čimbenici prikazani su prema intenzitetu djelovanja. Posebno se može istak-nuti snažno djelovanje morskih valova (compression shock), pritiska kristalizacijskih soli (NaCl), stezanje i rastezanje kalcita, parni pritisci u pornom prostoru i kemo-korozivni utjecaj morske vode. Složeno i cikličko ponavljanje ovih procesa zbiva se u višestruko tektoniziranim i kataklaziranim dolomitima koje karakterizira specifičan strukturno-petrografski sklop. Diferencijalni i progresivni učinak pojedinih procesa samo je dio složenih uvjeta u kojima se spomenute stijene oslabljuju, troše i raspadaju.Resistivity, stability and durability of the rock mass in the foundation of the Dubrovnik ramparts have been studied in the conditions effected by different factors, especially by abrasion, erosion and corrosion of sea water. Individually treated and established different factors are presented according to the intensity of their action. Intensive action of sea waves (compression shock), the pressure of crystalization salts (NaCl). contraction and extension of calcite, vapour pressures in the pore space and chemo-corrosive influence of sea water need to be particularly discussed. Complex and cyclic repetition of these processes occurs in multiple tectonized and cataclysed slructural-petrographic fabric. Differential and progressive effect of individual processes is only a part of complex conditions under which the mentioned rocks become weak, weathered and desintegrated

Utjecaj prekograničnog trgovanja električnom energijom na sudionike regionalnog tržišta

Research and development of broader picture of impact technical and economical elements in cross-border electricity trade and trading mechanisms (congestion, transit) which influence on competitivity and planning of different market participants (generators/traders, transmission system operators, suppliers/buyers). It is shown that market coupling of areas in regional market can make positive and negative impacts on participants behaviour. It is modelling and analyzing imaginary market through different programs like MATLAB, EMCAS, MASI with presumption that we have four connected areas in market and common power exchange. Coordinated regional congestion and ITC mechanisms can bring increased competition, interconnection usage and decrease of market participants risks. Efficient cross-border electricity trade increase regional market integration. For more benefits from electricity trade we need more investments. It is shown that sometimes for that we do not have clear market signals. Interactions between decentralised decisions of participants and mechanisms have different costs and benefits for participants. Scientific research contribution is in next: * methodology of market coupling/splitting for eficient electricity trading, * algorithm for optimization of benefits/costs from electricity transit in inter area trading * choice of additional criteria for optimal power system expansion and * methodology of risk calculation for few trading areas.Disertacija je rezultat istraživanja utjecaja tržišnih mehanizama na prekogranično trgovanje. Pod tržišnim mehanizmima smatraju se mehanizmi upravljanja zagušenjima u prijenosnoj mreži, tranziti kroz pojedina područja, investicije u proizvodne i prijenosne elektroenergetske objekte te upravljanje rizicima u trgovanju električnom energijom. Rješenja u europskom tržištu električnom energijom konvergiraju prema spajanju područja tržišnim mehanizmima prvo kroz pojedine regije a kasnije kroz spajanje regija u jedinstveno europsko tržište. Iako je situacija poboljšana u odnosu na početak liberalizacije tržišta i dalje postoje razne nepravilnosti na tržištu koje se mogu riješiti učinkovitijim mehanizmima. Ovaj rad istražuje mogućnosti učinkovitijih mehanizama prekograničnog trgovanja kroz poboljšane modele i kriterije te kroz primjere na jednostavnijim simulacijama pokazuje koristi i troškove za dionike regionalnog tržišta (proizvođače, opskrbljivače, operatore sustava) te bolje sagledava utjecaje fizičkih i komercijalnih tokova, međusobne interakcije tržišnih mehanizama te raspodijelu rizika i uvjete investiranja. Implementacijom ovih rješenja može se uspostaviti učinkovitije regionalno tržište sa utjecajima na svakog dionika kroz kriterij društvene koristi. Prikazuje se metodologija podjele tržišta radi učinkovitijeg trgovanja bazirana na kombinaciji izračuna cijena po čvorima te izračuna cijena po područjima ovisno o mjestu zagušenja u prijenosnoj mreži te razlici cijena između pojedinih čvorišta. Podjednake cijene u više čvorišta čini jednu zonu (fleksibilna područja ponude) – tako formirane zone su dalje podloga za postupak podjele tržišta. Razrađeni su primjeri u programskim paketima Matpower u Matlabu, EMCAS, te MaSi na primjeru jedanaest čvorišta odnosno početne četiri zone koje se ovisno o prilikama u elektroenergetskom sustavu pretvara u tri do šest zona. U postojeću formulu za kompenzaciju od tranzita između operatora sustava dodaju se procijenjene koristi od tranzita a ne samo troškovi čime se postiže bolje optimiranje. Primjeri su prikazani na modelu četiri zone u Matpoweru/Matlabu. Izbor dodatnih kriterija za izgradnju elektroenergetskog sustava kombinira više izabaranih poticajnih mehanizama kao što su troškovi i sati zagušenja, maksimiziranje društvenog blagostanja, poboljšana sigurnost opskrbe, investicijski signal te utjecaj kratkoročnih i dugoročnih signala. Metodologija izračuna rizika za više zona trgovanja uključuje uporabu financijskih prijenosnih prava kao težinski udio prosječnih cijena između nekoliko područja. Prikazane metode čine integraciju tržišta u Europi učinkovitijom te daje bolje signale tržišnim sudionicima u pojedinoj regiji. Uvodno se ističe uloga i važnost integracije tržišta električnom energijom u Europi te korištenja mehanizama prekograničnog trgovanja u regionalnim tržištima. Prikazano je trenutno stanje, problemi i trendovi u rješavanju pojedinih aspekata integracije tržišta a vezano uz teme koji se obrađuju detaljnije kroz druga poglavlja. Europsko rješenje za integraciju tržišta konvergira prema jednom mogućem rješenju sa pozitivnim i negativnim utjecajima na prekogranično trgovanje i tržišne sudionike. Osim korištenja dostupne literature i pozadine kako je došlo do teme doktorskog rada prikazana je i metodologija istraživanja korištena u radu te popis radova koji su rezultat istraživanja poslijediplomskog doktorskog studija. Zatim je prikazana metodologija podjele/spajanja tržišta za učinkovitije trgovanje električnom energijom u regionalnom tržištu. Uz matematički prikaz računanja na temelju čvorišnih cijena te područnih cijena daje se pregled njihove primjene u Europi i Americi te komentiraju razlike između ova dva pristupa. Cijene se izračunavaju temeljem principa društvenog blagostanja odnosno minimalnih socio-ekonomskih troškova zagušenja. Razmatraju se principi izračuna prekograničnog kapaciteta te se prednost daje metodi baziranoj na fizičkom toku. Prikazani su primjeri bazirani na četiri međusobna područja sa jedanaest čvorišta koja sačinjavaju regionalno tržište a korišteni su programski paketi Matpower u Matlabu za analizu AC fizičkih tokova, u EMCAS-u se koristi strateško ponašanje tržišnih sudionika te DC fizički tokovi kao i u MaSi-ju. Predložena je primjena učinkovitije metodologije podjele tržišta u smislu da se prvo izračunaju cijene po čvorištima, a zatim se područja se definiraju temeljem zagušenja bez gledanja granica i jednakosti cijena po čvorištima (ako su cijene približne više čvorišta čini jedno područje). Različiti načini podjele mreže na područja vode do različitih tržišnih rezultata i utjecaja na tržišne sudionike što se prikazuje kroz primjere koristi i troškova za proizvođače, opskrbljivače i operatore sustava. Za regionalno tržište se pokazuje da se u tom slučaju tržišni rezultat najviše približava korištenju najjeftinijih proizvodnih kapaciteta čime se maksimizira društveno blagostanje. U pojedinim primjerima manja i dobro definirana područja su neophodna za osiguranje ekonomski učinkovite i sigurne operative te davanja korektnih tržišnih signala. U slijedećem poglavlju se definira algoritam za optimizaciju koristi i troškova od tranzita električne energije u prekograničnom trgovanju ovisno o uvjetima u regionalnom tržištu. Prvo se definiraju neželjeni tokovi i kružni tokovi u svezu s najavljenim i nenajavljenim tranzitom. Zatim se sagledavaju moguće metode za kompenzaciju između operatora sustava zbog tranzita te se međusobno uspoređuju i analiziraju. Predložena metodologija uključuje procijenjene koristi od tranzita u postojeću formulu za kompenzaciju između operatora sustava. Na primjerima u Matpoweru/Matlabu s četiri područja i jedanaest čvorišta se pokazuje u kojim slučajevima je potrebno uključiti koristi od tranzita kada se računa kompenzacija (povećani troškovi zagušenja, pojedine elektrane van pogona, mrežarina). Poteškoća je točna kalkulacija koristi od tranzita, ali bi se barem očite koristi trebale uključiti u izračun. Nastavno se razmataraju mogući dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava – prvenstveno se to odnosi na projekte izgradnje prijenosnih vodova između područja te projekte izgradnje elektrana. Mogući kriteriji su vezani uz maksimizaciju društvenog blagostanja, troškove i sate zagušenja između područja (ponudbenih zona), investicijski kriterij, sigurnost opskrbe, a promatraju se kratkoročni i dugoročni signali koji bi se onda mogli iskoristiti preko odgovarajućih financijskih mehanizama. Nijedan kriterij sam za sebe nije dovoljan nego je potrebno koristiti kombinaciju navedenih, moguće i kroz indeks prekogranične trgovine. Razmatra se između reguliranih i privatnih investicija te su prikazani pozitivni primjeri izgradnje pojedinih prekograničnih vodova. Uglavnom se razmatraju koristi i troškovi za pojedine tržišne sudionike te se promatra mogućnost smanjenja rizika izgradnje elektroenergetskih objekata. Na kraju se razmatra metodologija izračuna rizika za trgovanje električnom energijom između nekoliko područja. Predlaže se uporaba financijskih prijenosnih prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja bez striktnog definiranja pravca preko kojih prijenosnih vodova se transakcija odvija. Druga mogućnost je uporaba financijskih derivata kao što je Ugovor o razlikama koji se organizira preko treće strane za tržišne sudionike na sličan način kao kod financijskog prijenosnog prava. Dan je pregled mogućih rješenja upravljanja rizicima u trgovanju između više područja te koje je moguće europsko rješenje uz prikaz jednostavnijih primjera na koji način se ti mehanizmi upotrebljavaju. Izravni znanstveni doprinosi doktorske disertacije su sljedeći: * razvijena je učinkovitija metoda prema kojoj se postojeći model podjele odnosno spajanja tržišta dorađuje na način podjele na više manjih fleksibilnijih područja sa zasebnim cijenama temeljenim na zagušenjima u mreži gdje se stvarno događaju te čvorišnim cijenama; * unaprijeđeno je računanje kompenzacije između operatora sustava zbog tranzita u postojeću formulu dodavši element procijenjene koristi od tranzita prvenstveno kroz povezivanje s mehanizmom upravljanja zagušenjima; * definirani su dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava koji najbolji učinak postižu njihovim kombiniranjem a posebno uzevši u obzir društveno blagostanje i socio-ekonomske troškove zagušenja; * unaprijeđeno je upravljanje rizicima za trgovanje električnom energijom kroz više područja upotrebljavajući financijska projenosna prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja

Utjecaj prekograničnog trgovanja električnom energijom na sudionike regionalnog tržišta

Research and development of broader picture of impact technical and economical elements in cross-border electricity trade and trading mechanisms (congestion, transit) which influence on competitivity and planning of different market participants (generators/traders, transmission system operators, suppliers/buyers). It is shown that market coupling of areas in regional market can make positive and negative impacts on participants behaviour. It is modelling and analyzing imaginary market through different programs like MATLAB, EMCAS, MASI with presumption that we have four connected areas in market and common power exchange. Coordinated regional congestion and ITC mechanisms can bring increased competition, interconnection usage and decrease of market participants risks. Efficient cross-border electricity trade increase regional market integration. For more benefits from electricity trade we need more investments. It is shown that sometimes for that we do not have clear market signals. Interactions between decentralised decisions of participants and mechanisms have different costs and benefits for participants. Scientific research contribution is in next: * methodology of market coupling/splitting for eficient electricity trading, * algorithm for optimization of benefits/costs from electricity transit in inter area trading * choice of additional criteria for optimal power system expansion and * methodology of risk calculation for few trading areas.Disertacija je rezultat istraživanja utjecaja tržišnih mehanizama na prekogranično trgovanje. Pod tržišnim mehanizmima smatraju se mehanizmi upravljanja zagušenjima u prijenosnoj mreži, tranziti kroz pojedina područja, investicije u proizvodne i prijenosne elektroenergetske objekte te upravljanje rizicima u trgovanju električnom energijom. Rješenja u europskom tržištu električnom energijom konvergiraju prema spajanju područja tržišnim mehanizmima prvo kroz pojedine regije a kasnije kroz spajanje regija u jedinstveno europsko tržište. Iako je situacija poboljšana u odnosu na početak liberalizacije tržišta i dalje postoje razne nepravilnosti na tržištu koje se mogu riješiti učinkovitijim mehanizmima. Ovaj rad istražuje mogućnosti učinkovitijih mehanizama prekograničnog trgovanja kroz poboljšane modele i kriterije te kroz primjere na jednostavnijim simulacijama pokazuje koristi i troškove za dionike regionalnog tržišta (proizvođače, opskrbljivače, operatore sustava) te bolje sagledava utjecaje fizičkih i komercijalnih tokova, međusobne interakcije tržišnih mehanizama te raspodijelu rizika i uvjete investiranja. Implementacijom ovih rješenja može se uspostaviti učinkovitije regionalno tržište sa utjecajima na svakog dionika kroz kriterij društvene koristi. Prikazuje se metodologija podjele tržišta radi učinkovitijeg trgovanja bazirana na kombinaciji izračuna cijena po čvorima te izračuna cijena po područjima ovisno o mjestu zagušenja u prijenosnoj mreži te razlici cijena između pojedinih čvorišta. Podjednake cijene u više čvorišta čini jednu zonu (fleksibilna područja ponude) – tako formirane zone su dalje podloga za postupak podjele tržišta. Razrađeni su primjeri u programskim paketima Matpower u Matlabu, EMCAS, te MaSi na primjeru jedanaest čvorišta odnosno početne četiri zone koje se ovisno o prilikama u elektroenergetskom sustavu pretvara u tri do šest zona. U postojeću formulu za kompenzaciju od tranzita između operatora sustava dodaju se procijenjene koristi od tranzita a ne samo troškovi čime se postiže bolje optimiranje. Primjeri su prikazani na modelu četiri zone u Matpoweru/Matlabu. Izbor dodatnih kriterija za izgradnju elektroenergetskog sustava kombinira više izabaranih poticajnih mehanizama kao što su troškovi i sati zagušenja, maksimiziranje društvenog blagostanja, poboljšana sigurnost opskrbe, investicijski signal te utjecaj kratkoročnih i dugoročnih signala. Metodologija izračuna rizika za više zona trgovanja uključuje uporabu financijskih prijenosnih prava kao težinski udio prosječnih cijena između nekoliko područja. Prikazane metode čine integraciju tržišta u Europi učinkovitijom te daje bolje signale tržišnim sudionicima u pojedinoj regiji. Uvodno se ističe uloga i važnost integracije tržišta električnom energijom u Europi te korištenja mehanizama prekograničnog trgovanja u regionalnim tržištima. Prikazano je trenutno stanje, problemi i trendovi u rješavanju pojedinih aspekata integracije tržišta a vezano uz teme koji se obrađuju detaljnije kroz druga poglavlja. Europsko rješenje za integraciju tržišta konvergira prema jednom mogućem rješenju sa pozitivnim i negativnim utjecajima na prekogranično trgovanje i tržišne sudionike. Osim korištenja dostupne literature i pozadine kako je došlo do teme doktorskog rada prikazana je i metodologija istraživanja korištena u radu te popis radova koji su rezultat istraživanja poslijediplomskog doktorskog studija. Zatim je prikazana metodologija podjele/spajanja tržišta za učinkovitije trgovanje električnom energijom u regionalnom tržištu. Uz matematički prikaz računanja na temelju čvorišnih cijena te područnih cijena daje se pregled njihove primjene u Europi i Americi te komentiraju razlike između ova dva pristupa. Cijene se izračunavaju temeljem principa društvenog blagostanja odnosno minimalnih socio-ekonomskih troškova zagušenja. Razmatraju se principi izračuna prekograničnog kapaciteta te se prednost daje metodi baziranoj na fizičkom toku. Prikazani su primjeri bazirani na četiri međusobna područja sa jedanaest čvorišta koja sačinjavaju regionalno tržište a korišteni su programski paketi Matpower u Matlabu za analizu AC fizičkih tokova, u EMCAS-u se koristi strateško ponašanje tržišnih sudionika te DC fizički tokovi kao i u MaSi-ju. Predložena je primjena učinkovitije metodologije podjele tržišta u smislu da se prvo izračunaju cijene po čvorištima, a zatim se područja se definiraju temeljem zagušenja bez gledanja granica i jednakosti cijena po čvorištima (ako su cijene približne više čvorišta čini jedno područje). Različiti načini podjele mreže na područja vode do različitih tržišnih rezultata i utjecaja na tržišne sudionike što se prikazuje kroz primjere koristi i troškova za proizvođače, opskrbljivače i operatore sustava. Za regionalno tržište se pokazuje da se u tom slučaju tržišni rezultat najviše približava korištenju najjeftinijih proizvodnih kapaciteta čime se maksimizira društveno blagostanje. U pojedinim primjerima manja i dobro definirana područja su neophodna za osiguranje ekonomski učinkovite i sigurne operative te davanja korektnih tržišnih signala. U slijedećem poglavlju se definira algoritam za optimizaciju koristi i troškova od tranzita električne energije u prekograničnom trgovanju ovisno o uvjetima u regionalnom tržištu. Prvo se definiraju neželjeni tokovi i kružni tokovi u svezu s najavljenim i nenajavljenim tranzitom. Zatim se sagledavaju moguće metode za kompenzaciju između operatora sustava zbog tranzita te se međusobno uspoređuju i analiziraju. Predložena metodologija uključuje procijenjene koristi od tranzita u postojeću formulu za kompenzaciju između operatora sustava. Na primjerima u Matpoweru/Matlabu s četiri područja i jedanaest čvorišta se pokazuje u kojim slučajevima je potrebno uključiti koristi od tranzita kada se računa kompenzacija (povećani troškovi zagušenja, pojedine elektrane van pogona, mrežarina). Poteškoća je točna kalkulacija koristi od tranzita, ali bi se barem očite koristi trebale uključiti u izračun. Nastavno se razmataraju mogući dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava – prvenstveno se to odnosi na projekte izgradnje prijenosnih vodova između područja te projekte izgradnje elektrana. Mogući kriteriji su vezani uz maksimizaciju društvenog blagostanja, troškove i sate zagušenja između područja (ponudbenih zona), investicijski kriterij, sigurnost opskrbe, a promatraju se kratkoročni i dugoročni signali koji bi se onda mogli iskoristiti preko odgovarajućih financijskih mehanizama. Nijedan kriterij sam za sebe nije dovoljan nego je potrebno koristiti kombinaciju navedenih, moguće i kroz indeks prekogranične trgovine. Razmatra se između reguliranih i privatnih investicija te su prikazani pozitivni primjeri izgradnje pojedinih prekograničnih vodova. Uglavnom se razmatraju koristi i troškovi za pojedine tržišne sudionike te se promatra mogućnost smanjenja rizika izgradnje elektroenergetskih objekata. Na kraju se razmatra metodologija izračuna rizika za trgovanje električnom energijom između nekoliko područja. Predlaže se uporaba financijskih prijenosnih prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja bez striktnog definiranja pravca preko kojih prijenosnih vodova se transakcija odvija. Druga mogućnost je uporaba financijskih derivata kao što je Ugovor o razlikama koji se organizira preko treće strane za tržišne sudionike na sličan način kao kod financijskog prijenosnog prava. Dan je pregled mogućih rješenja upravljanja rizicima u trgovanju između više područja te koje je moguće europsko rješenje uz prikaz jednostavnijih primjera na koji način se ti mehanizmi upotrebljavaju. Izravni znanstveni doprinosi doktorske disertacije su sljedeći: * razvijena je učinkovitija metoda prema kojoj se postojeći model podjele odnosno spajanja tržišta dorađuje na način podjele na više manjih fleksibilnijih područja sa zasebnim cijenama temeljenim na zagušenjima u mreži gdje se stvarno događaju te čvorišnim cijenama; * unaprijeđeno je računanje kompenzacije između operatora sustava zbog tranzita u postojeću formulu dodavši element procijenjene koristi od tranzita prvenstveno kroz povezivanje s mehanizmom upravljanja zagušenjima; * definirani su dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava koji najbolji učinak postižu njihovim kombiniranjem a posebno uzevši u obzir društveno blagostanje i socio-ekonomske troškove zagušenja; * unaprijeđeno je upravljanje rizicima za trgovanje električnom energijom kroz više područja upotrebljavajući financijska projenosna prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja

Upravljanje zagušenjima pri kratkoročnom planiranju proizvodnje električne energije

Today, power generation is influenced by the electricity market and increased competition. Electricity buyers are free to choose their supplier. Instead of least cost method, which was used for planning and operational system management, power suppliers and generators are presently maximizing their profit. Today, the equilibrium is achieved in market settlement of generators' or suppliers offers and customer demand for electricity. Different methods and simulations exists that help in the consideration of market forces (water value, fuel costs, electricity price) and power generation costs. Short term maginal value became dominant in decision-making. The system is significantly complicated if we have constraints in the electricity transmission between the generator and the customer. Congestion means a situation in which an interconnection linking national transmission networks cannot accommodate all physical flows resulting from international trade requested by market participants. Congestion management became a dominant topic in the electricity market. The thesis deals with congestion management on cross-border transmission. With the opening of the electricity market and with merging or establishing regional electricity markets on the way through the internal electricity market in Europe, non-market based congestion management methods are being replaced with market-based methods. The thesis addresses the possible congestion management methods in view of of economic efficiency and promotion of competition, maximizing the amount of capacity available and the use made of it, transparency to network users on a non-discriminatory basis, secure network operation, largely revenue neutral mechanisms from the transmission system operator point of view.Danas je proizvodnja električne energije pod utjecajem tržišta električne energije i povećane konkurencije. Kupci električne energije su slobodni da izaberu svog opskrbljivača. Umjesto metode najmanjeg troška, koja se rabila za planiranje i operativno vođenje sustava, opskrbljivači i proizvođači električne energije danas maksimiziraju svoj profit. Ravnoteža se danas postiže u tržišnom utvrđivanju ponude proizvođača odnosno opskrbljivača i potražnje kupaca električne energije. Postoje razne metode i simulacije koje pomažu u sagledavanju interakcije tržišnih snaga (vrijednost vode, troškovi goriva, cijena električne energije) i troškova proizvodnje električne energije. Kratkoročna marginalna vrijednost postaje dominantna u odluci. Sustav se bitno usložava ukoliko postoje ograničenja u prijenosu električne energije između proizvođača i kupaca. Zagušenje je stanje u kojem granični vodovi (vodovi između dva tržišta) ne mogu zadovoljiti sve fizičke tokove nastale trgovačkim aranžmanima tržišnih sudionika. Upravljanje zagušenjima postaje dominantna tema tržišta električne energije. Rad se bavi upravljanjem zagušenjima u interkonekcijskim vodovima. Sve većim otvaranjem tržišta i povezivanjem odnosno stvaranjem regionalnih tržišta električne energije na putu prema stvaranju zajedničkog tržišta električne energije u Europi, netržišne metode upravljanja zagušenjima se zamijenjuju sa tržišnima. U radu se istražuju razne tržišne metode upravljanja zagušenjima na nediskriminirajućim tržišnim rješenjima, principima ekonomske efikasnosti i promoviranja tržišnog natjecanja, maksimizaciji dostupnog (interkonekcijskog) kapaciteta, transparentnosti, sigurnosti rada elektroenergetske mreže i neutralnosti prihoda za Operatora prijenosnog sustava

Utjecaj prekograničnog trgovanja električnom energijom na sudionike regionalnog tržišta

Research and development of broader picture of impact technical and economical elements in cross-border electricity trade and trading mechanisms (congestion, transit) which influence on competitivity and planning of different market participants (generators/traders, transmission system operators, suppliers/buyers). It is shown that market coupling of areas in regional market can make positive and negative impacts on participants behaviour. It is modelling and analyzing imaginary market through different programs like MATLAB, EMCAS, MASI with presumption that we have four connected areas in market and common power exchange. Coordinated regional congestion and ITC mechanisms can bring increased competition, interconnection usage and decrease of market participants risks. Efficient cross-border electricity trade increase regional market integration. For more benefits from electricity trade we need more investments. It is shown that sometimes for that we do not have clear market signals. Interactions between decentralised decisions of participants and mechanisms have different costs and benefits for participants. Scientific research contribution is in next: * methodology of market coupling/splitting for eficient electricity trading, * algorithm for optimization of benefits/costs from electricity transit in inter area trading * choice of additional criteria for optimal power system expansion and * methodology of risk calculation for few trading areas.Disertacija je rezultat istraživanja utjecaja tržišnih mehanizama na prekogranično trgovanje. Pod tržišnim mehanizmima smatraju se mehanizmi upravljanja zagušenjima u prijenosnoj mreži, tranziti kroz pojedina područja, investicije u proizvodne i prijenosne elektroenergetske objekte te upravljanje rizicima u trgovanju električnom energijom. Rješenja u europskom tržištu električnom energijom konvergiraju prema spajanju područja tržišnim mehanizmima prvo kroz pojedine regije a kasnije kroz spajanje regija u jedinstveno europsko tržište. Iako je situacija poboljšana u odnosu na početak liberalizacije tržišta i dalje postoje razne nepravilnosti na tržištu koje se mogu riješiti učinkovitijim mehanizmima. Ovaj rad istražuje mogućnosti učinkovitijih mehanizama prekograničnog trgovanja kroz poboljšane modele i kriterije te kroz primjere na jednostavnijim simulacijama pokazuje koristi i troškove za dionike regionalnog tržišta (proizvođače, opskrbljivače, operatore sustava) te bolje sagledava utjecaje fizičkih i komercijalnih tokova, međusobne interakcije tržišnih mehanizama te raspodijelu rizika i uvjete investiranja. Implementacijom ovih rješenja može se uspostaviti učinkovitije regionalno tržište sa utjecajima na svakog dionika kroz kriterij društvene koristi. Prikazuje se metodologija podjele tržišta radi učinkovitijeg trgovanja bazirana na kombinaciji izračuna cijena po čvorima te izračuna cijena po područjima ovisno o mjestu zagušenja u prijenosnoj mreži te razlici cijena između pojedinih čvorišta. Podjednake cijene u više čvorišta čini jednu zonu (fleksibilna područja ponude) – tako formirane zone su dalje podloga za postupak podjele tržišta. Razrađeni su primjeri u programskim paketima Matpower u Matlabu, EMCAS, te MaSi na primjeru jedanaest čvorišta odnosno početne četiri zone koje se ovisno o prilikama u elektroenergetskom sustavu pretvara u tri do šest zona. U postojeću formulu za kompenzaciju od tranzita između operatora sustava dodaju se procijenjene koristi od tranzita a ne samo troškovi čime se postiže bolje optimiranje. Primjeri su prikazani na modelu četiri zone u Matpoweru/Matlabu. Izbor dodatnih kriterija za izgradnju elektroenergetskog sustava kombinira više izabaranih poticajnih mehanizama kao što su troškovi i sati zagušenja, maksimiziranje društvenog blagostanja, poboljšana sigurnost opskrbe, investicijski signal te utjecaj kratkoročnih i dugoročnih signala. Metodologija izračuna rizika za više zona trgovanja uključuje uporabu financijskih prijenosnih prava kao težinski udio prosječnih cijena između nekoliko područja. Prikazane metode čine integraciju tržišta u Europi učinkovitijom te daje bolje signale tržišnim sudionicima u pojedinoj regiji. Uvodno se ističe uloga i važnost integracije tržišta električnom energijom u Europi te korištenja mehanizama prekograničnog trgovanja u regionalnim tržištima. Prikazano je trenutno stanje, problemi i trendovi u rješavanju pojedinih aspekata integracije tržišta a vezano uz teme koji se obrađuju detaljnije kroz druga poglavlja. Europsko rješenje za integraciju tržišta konvergira prema jednom mogućem rješenju sa pozitivnim i negativnim utjecajima na prekogranično trgovanje i tržišne sudionike. Osim korištenja dostupne literature i pozadine kako je došlo do teme doktorskog rada prikazana je i metodologija istraživanja korištena u radu te popis radova koji su rezultat istraživanja poslijediplomskog doktorskog studija. Zatim je prikazana metodologija podjele/spajanja tržišta za učinkovitije trgovanje električnom energijom u regionalnom tržištu. Uz matematički prikaz računanja na temelju čvorišnih cijena te područnih cijena daje se pregled njihove primjene u Europi i Americi te komentiraju razlike između ova dva pristupa. Cijene se izračunavaju temeljem principa društvenog blagostanja odnosno minimalnih socio-ekonomskih troškova zagušenja. Razmatraju se principi izračuna prekograničnog kapaciteta te se prednost daje metodi baziranoj na fizičkom toku. Prikazani su primjeri bazirani na četiri međusobna područja sa jedanaest čvorišta koja sačinjavaju regionalno tržište a korišteni su programski paketi Matpower u Matlabu za analizu AC fizičkih tokova, u EMCAS-u se koristi strateško ponašanje tržišnih sudionika te DC fizički tokovi kao i u MaSi-ju. Predložena je primjena učinkovitije metodologije podjele tržišta u smislu da se prvo izračunaju cijene po čvorištima, a zatim se područja se definiraju temeljem zagušenja bez gledanja granica i jednakosti cijena po čvorištima (ako su cijene približne više čvorišta čini jedno područje). Različiti načini podjele mreže na područja vode do različitih tržišnih rezultata i utjecaja na tržišne sudionike što se prikazuje kroz primjere koristi i troškova za proizvođače, opskrbljivače i operatore sustava. Za regionalno tržište se pokazuje da se u tom slučaju tržišni rezultat najviše približava korištenju najjeftinijih proizvodnih kapaciteta čime se maksimizira društveno blagostanje. U pojedinim primjerima manja i dobro definirana područja su neophodna za osiguranje ekonomski učinkovite i sigurne operative te davanja korektnih tržišnih signala. U slijedećem poglavlju se definira algoritam za optimizaciju koristi i troškova od tranzita električne energije u prekograničnom trgovanju ovisno o uvjetima u regionalnom tržištu. Prvo se definiraju neželjeni tokovi i kružni tokovi u svezu s najavljenim i nenajavljenim tranzitom. Zatim se sagledavaju moguće metode za kompenzaciju između operatora sustava zbog tranzita te se međusobno uspoređuju i analiziraju. Predložena metodologija uključuje procijenjene koristi od tranzita u postojeću formulu za kompenzaciju između operatora sustava. Na primjerima u Matpoweru/Matlabu s četiri područja i jedanaest čvorišta se pokazuje u kojim slučajevima je potrebno uključiti koristi od tranzita kada se računa kompenzacija (povećani troškovi zagušenja, pojedine elektrane van pogona, mrežarina). Poteškoća je točna kalkulacija koristi od tranzita, ali bi se barem očite koristi trebale uključiti u izračun. Nastavno se razmataraju mogući dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava – prvenstveno se to odnosi na projekte izgradnje prijenosnih vodova između područja te projekte izgradnje elektrana. Mogući kriteriji su vezani uz maksimizaciju društvenog blagostanja, troškove i sate zagušenja između područja (ponudbenih zona), investicijski kriterij, sigurnost opskrbe, a promatraju se kratkoročni i dugoročni signali koji bi se onda mogli iskoristiti preko odgovarajućih financijskih mehanizama. Nijedan kriterij sam za sebe nije dovoljan nego je potrebno koristiti kombinaciju navedenih, moguće i kroz indeks prekogranične trgovine. Razmatra se između reguliranih i privatnih investicija te su prikazani pozitivni primjeri izgradnje pojedinih prekograničnih vodova. Uglavnom se razmatraju koristi i troškovi za pojedine tržišne sudionike te se promatra mogućnost smanjenja rizika izgradnje elektroenergetskih objekata. Na kraju se razmatra metodologija izračuna rizika za trgovanje električnom energijom između nekoliko područja. Predlaže se uporaba financijskih prijenosnih prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja bez striktnog definiranja pravca preko kojih prijenosnih vodova se transakcija odvija. Druga mogućnost je uporaba financijskih derivata kao što je Ugovor o razlikama koji se organizira preko treće strane za tržišne sudionike na sličan način kao kod financijskog prijenosnog prava. Dan je pregled mogućih rješenja upravljanja rizicima u trgovanju između više područja te koje je moguće europsko rješenje uz prikaz jednostavnijih primjera na koji način se ti mehanizmi upotrebljavaju. Izravni znanstveni doprinosi doktorske disertacije su sljedeći: * razvijena je učinkovitija metoda prema kojoj se postojeći model podjele odnosno spajanja tržišta dorađuje na način podjele na više manjih fleksibilnijih područja sa zasebnim cijenama temeljenim na zagušenjima u mreži gdje se stvarno događaju te čvorišnim cijenama; * unaprijeđeno je računanje kompenzacije između operatora sustava zbog tranzita u postojeću formulu dodavši element procijenjene koristi od tranzita prvenstveno kroz povezivanje s mehanizmom upravljanja zagušenjima; * definirani su dodatni kriteriji za izgradnju elektroenergetskog sustava koji najbolji učinak postižu njihovim kombiniranjem a posebno uzevši u obzir društveno blagostanje i socio-ekonomske troškove zagušenja; * unaprijeđeno je upravljanje rizicima za trgovanje električnom energijom kroz više područja upotrebljavajući financijska projenosna prava kao težinski udio razlika prosječnih cijena promatranih područja

Modular Wavemaker Design for Harbours and Ships Physical Model Testing

The paper presents design and implementation of a portable modular wavemaker system for producing regular and irregular waves in laboratory basins and fl umes. The system was built for the purpose of testing the impact of the sea waves on ships and coastal facilities. It is suitable for generation of all tipes regular and irregular surface waves. Modular system structure maintains high degree of fl exibility and reusability. Finally, the testing process on the physical model of Split harbour is described, and the currently obtained results are shown

Optimal Battery Storage Participation in European Energy and Reserves Markets

Battery energy storage is becoming an important asset in modern power systems. Considering the market prices and battery storage characteristics, reserve provision is a tempting play fields for such assets. This paper aims at filling the gap by developing a mathematically rigorous model and applying it to the existing and future electricity market design in Europe. The paper presents a bilevel model for optimal battery storage participation in day-ahead energy market as a price taker, and reserve capacity and activation market as a price maker. It uses an accurate battery charging model to reliably represent the behavior of real-life lithium-ion battery storage. The proposed bilevel model is converted into a mixed-integer linear program by using the Karush–Kuhn–Tucker optimality conditions. The case study uses real-life data on reserve capacity and activation costs and quantities in German markets. The reserves activation quantities and activation prices are modeled by a set of credible scenarios in the lower-level problem. Finally, a sensitivity analysis is conducted to comprehend to what extent do battery storage bidding prices affect its overall profit