Γενικευμένοι κανόνες λειτουργίας για την βέλτιστη διαχείριση υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων με όρους αγοράς ενέργειας

Η ενίσχυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Ελλάδα, σε συνδυασμό με τη λειτουργία του χρηματιστηρίου ηλεκτρικής ενέργειας, έχει μετασχηματίσει σημαντικά τη δομή και τη λειτουργία της αγοράς τα τελευταία χρόνια. Η αυξημένη διείσδυση κυρίως των φωτοβολταϊκών συστημάτων έχει οδηγήσει σε έντονες διακυμάνσεις στην παραγωγή και στις τιμές, καθιστώντας αναγκαία την προσαρμογή της διαχείρισης των υδροηλεκτρικών έργων σε νέα δεδομένα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η επίδραση των ΑΠΕ στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας και αναλύεται η εξέλιξη της παραγωγής τους, καθώς και η ανταπόκριση του ενεργειακού συστήματος στις μεταβολές αυτές. Δεδομένου ότι οι παραδοσιακές στρατηγικές λειτουργίας υδροηλεκτρικών έργων δεν εξασφαλίζουν πλέον τη μέγιστη ενεργειακή και οικονομική απόδοση, διερευνάται η ανάγκη ανάπτυξης νέων προσεγγίσεων διαχείρισης. Τα υδροηλεκτρικά έργα αποτελούν σήμερα τον βασικό και ουσιαστικά τον μοναδικό ώριμο τρόπο μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης ενέργειας στο σύστημα, συμβάλλοντας καθοριστικά στην εξισορρόπηση της παραγωγής από μεταβλητές πηγές, όπως τα φωτοβολταϊκά και τα αιολικά, και στη διασφάλιση της ευστάθειας του δικτύου. Παράλληλα, αναλύεται η λειτουργία του χρηματιστηρίου ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο βασίζεται στην ωριαία διαμόρφωση της τιμής μέσω της ισορροπίας προσφοράς και ζήτησης. Η αυξανόμενη διείσδυση των ΑΠΕ έχει επηρεάσει σημαντικά τη λειτουργία του, οδηγώντας σε χαμηλές ή και μηδενικές τιμές κατά τις ώρες υψηλής παραγωγής από φωτοβολταϊκά, ενώ σε περιόδους χαμηλής παραγωγής αυξάνεται η εξάρτηση από συμβατικές μονάδες και παρατηρούνται υψηλότερες τιμές. Η μεταβλητότητα αυτή ενισχύει την ανάγκη για ευέλικτες μονάδες, όπως τα υδροηλεκτρικά, που μπορούν να ανταποκριθούν άμεσα στις απαιτήσεις της αγοράς. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύσσεται μοντέλο λειτουργίας υδροηλεκτρικού έργου βασισμένο σε διακριτές στάθμες ελέγχου, στις οποίες εφαρμόζονται διαφορετικές πολιτικές εκμετάλλευσης του αποθηκευμένου όγκου. Στόχος είναι η βελτιστοποίηση της αξιοποίησης του υδατικού δυναμικού, με ταυτόχρονη μεγιστοποίηση του οικονομικού οφέλους. Παράλληλα, εξετάζεται η επίδραση του πλήθους των επιπέδων ελέγχου (3, 5 και 7) στη λειτουργική απόδοση του μοντέλου. Τέλος, πραγματοποιείται σύγκριση των αποτελεσμάτων του μοντέλου με πραγματικά δεδομένα λειτουργίας, με σκοπό την αξιολόγηση της ακρίβειας και της εφαρμοσιμότητάς του σε πραγματικές συνθήκες διαχείρισης υδροηλεκτρικών έργων.