Hourly identification and simulation of the TGE S.A. Day-Ahead Market system

• Autorzy: Marlęga Radosław , Tchórzewski Jerzy R.

Identyfikatory

DOI

10.2478/candc-2022-0028

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents selected research results concerning the identification and simulation of the TGE S.A. Day-Ahead Market (DAM) system of the day for electricity delivered and sold, listed for the following hours: 5:01-6:00, 11:01-12:00, 17:01-18:00 and 23:01-24:00 in 2019, which were obtained in the MATLAB and Simulink environment using the System Identification Toolbox. As a result of identification, four respective discrete parametric arx models were obtained, which were then subject to quality assessment. Then, a simulation model was built in the Simulink environment, which was used for simulation tests and for assessing the sensitivity of the model created using the data from 2019 as the basis and the data from 2020 for verification. The obtained results confirm the correctness of both the performed discrete parametric identification and the possibility of testing the quality of the model and its sensitivity with the use of the DAM system model in the MATLAB and Simulink environment.

Słowa kluczowe

EN

equations of state; control system; Day-Ahead Market; identification; Polish Electricity Exchange; simulation; state space

• Wydawca: Systems Research Institute, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Control and Cybernetics
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 51, No. 4
• Strony: 523--555
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marlęga Radosław

• Computer Science Institute, Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, 3-Maja 54, 08-110 Siedlce, Poland - PhD Student

autor

Tchórzewski Jerzy R.

• UPH – Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, Computer Science Institute, 3-Maja 54, 08-110 Siedlce, Poland

Bibliografia

• Box, G. E. P. and Jenkins, G. M. (1983) Analiza szeregów czasowych. Prognozowanie i sterowanie [Time series analysis. Forecasting and control, in Polish]. PWN, Warsaw.
• Chodakowska, E., Halicka, K., Kononiuk A. and Nazarko J. (2005) Prognozowanie cen energii elektrycznej na Towarowej Giełdzie Energii SA z wykorzystaniem modeli ARIMA [Forecasting electricity prices on Towarowa Giełda Energii SA using ARIMA models; in Polish]. In: Technologie informatyczne i prognozowanie w zarządzaniu: wybrane zagadnienia, J. Nazarko, L. Kiełtyka (eds.). Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok.
• Ejdys, J., Halicka, K. and Godlewska J. (2015) Prognozowanie cen energii elektrycznej na giełdzie energii [Forecasting electricity prices on the power exchange; in Polish]. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Organizacja i Zarządzanie, 77, 1927, 1-10.
• Guide for Simulink, Guide for System Identification Toolbox, Guide for Control System Toolbox, Guide for Neural Network Toolbox (Deep Learning Toolbox). The MathWorks R. Getting Started Guide, 1992-2021b.
• Halicka, K. (2006) Skuteczność prognozowania w zarządzaniu transakcjami na giełdzie energii elektrycznej [Effectiveness of forecasting in managing transactions on electric energy exchange; in Polish]. Doctoral dissertation under the supervision of Professor J. Nazarko, UW, Warszawa.
• Kaczorek, T., Dzieliński, A., Dąbrowski, W. and Łopatka R. (2021) Podstawy teorii sterowania [Fundamentals of control theory; in Polish]. PWN WNT, Warszawa.
• Konieczny, J. (1983) Inżynieria systemów działania [Systems of operation engineering; in Polish]. WNT, Warszawa.
• Malko, J. (2006) Aktualne problemy prognozowania na potrzeby sektora energii elektrycznej [Current problems of forecasting for the needs of the electric energy sector; in Polish]. Przegląd Elektrotechniczny, 9, 2–9.
• Marlęga, R. (2021) Comparative Study of the Identification Methods of the Management System of the Day-Ahead Market of Polish Energy Market SA, Studia Informatica. Systems and Information Technology, 1–2 (25), 67–86.
• Marlega, R. (2022) Correction of the parametric model of the Day-Ahead Market system using the Artificial Neural Network. Studia Informatica. Systems and Information Technology, 1(26).
• Mielczarski, W. (2000) Rynki energii elektrycznej. Wybrane aspekty techniczne i ekonomiczne [Electric power markets. Selected technical and economic aspects; in Polish]. ARE S.A. i Energoprojekt-Consulting S.A., Warszawa.
• Nazarko, J. (2018) Prognozowanie w zarządzaniu przedsiębiorstwem. Część IV. Prognozowanie na podstawie modeli trendu [Forecasting in business management. Part IV. Forecasting on the basis of trend models; in Polish]. PB, Białystok.
• Osowski, S. (2013) Sieci neuronowe do przetwarzania informacji [Neural networks for information processing; in Polish]. OW PW, Warszawa.
• Popławski, T. and Weżgowiec, M. (2015) Krótkoterminowe prognozy cen na Towarowej Giełdzie Energii z wykorzystaniem modelu trendu pełzającego [Short-term price forecasts on the Polish Power Exchange using the crawling trend model; in Polish]. Przegl¸ad Elektrotechniczny, 91, 12, 267-270.
• Prezes URE (2022) Sprawozdanie z działalności Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki za 2021 r. [Report on the activities of the President of the Energy Regulatory Office for 2021 ; in Polish]. URE, Warszawa.
• Ruciński, R. (2022) The impact of the size of the training set on the predictive abilities of neural models on the example of the Day-Ahead Market System of TGE S.A. Studia Informatica. Systems and Information Technology, 1(26).
• Sienkiewicz, P. (1987) Teoria efektywności systemów [Systems efficiency theory; in Polish]. Wydawnictwo Ossolineum. Wrocław.
• Söderström, T. and Stoica, P. (1997) Identyfikacja systemów [Systems Identification; in Polish]. WNT, Warszawa.
• Staniszewski, R. (1990) Sterowanie procesem eksploatacji [Control of the operation process; in Polish]. WNT, Warszawa.
• Tadeusiewicz, R. (1993) Sieci neuronowe [Neural networks; in Polish]. AOW RM, Warszawa.
• Tchórzewski, J. (1990) Inżynieria rozwoju systemów [Systems development engineering; in Polish]. Wydawnictwo WSR-P, Siedlce.
• Tchórzewski, J. (1992) Cybernetyka życia i rozwoju systemów [Cybernetics of systems life and development ; in Polish]. Wyd. WSR-P, Siedlce.
• Tchórzewski, J. (2010) Polish electric power market from the point of view of development. 2010 7th International Conference on the European Energy Market, IEEE Digital Library, 1-6.
• Tchórzewski, J. (2013) Rozwój systemu elektroenergetycznego w ujęciu teorii sterowania i systemów [Development of the power system in terms of control and systems theory; in Polish]. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.
• Tchórzewski J. (2021) Metody sztucznej inteligencji i informatyki kwantowej w ujęciu teorii sterowania i systemów [Methods of artificial intelligence and quantum computing in terms of control and systems theory; in Polish]. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach, Siedlce.
• Tchórzewski, J. and Marlęga, R. (2019a) The Management System of the Polish Electricity Exchange from the Viewpoint of the Control and Systems Theory. 16th International Conference on the European Energy Market (EEM), IEEE Digital Library, 1-5.
• Tchórzewski, J. and Marlęga, R. (2019b) Metaidentification of the Modern Polish Power Exchange Control System. 2019 Modern Electric Power Systems (MEPS), IEEE Digital Library, 1-5.
• Tchórzewski, J. and Marlęga, R. (2021) The Day-Ahead Market System Simulation Model in the MATLAB and Simulink Environment. 2021 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), IEEE Digital Library, 1-8.
• TGE S.A. (2002-2022) Towarowa Giełda Energii S.A., www.tge.pl [accessed in the years 2006-2022].
• Toczyłowski, E. (2008) Efektywność ekonomiczna mechanizmów rynkowych i regulacyjnych w energetyce [Economic efficiency of market and regulatory mechanisms in the energy sector; in Polish]. Rynek Energii, II(I), 1-22.
• Trusz, M. and Tserakh, U. (2017) GARCH(1,1) models with stable residuals. Studia Informatica. Systems and Information Technology. 1-2(22), 47-57.
• Vargas, J. A. R., Pedrycz, W. and Hemerly, E. M. (2019) Improved learning algorithm for two-layer neural networks for identification of nonlinear systems. Neurocomputing, 329, 86-96.
• Voronin, S. (2013) Price spike forecasting in a competitive day-ahead energy market. Acta Universitatis Lappeenrantaensis 530, 9-177.
• Wesołowski, Z. (2011) Identification of systems reliability. Studia Informatica. Systems and Information Technology, 1-2(6), 43-54.
• Wiśniewski, G. (2022) Obecny kryzys energetyczny powinien być dla nas znakiem ostrzegawczym [The current energy crisis should be a warning sign for us; in Polish]. CIRE, https://www.cire.pl/artykuly [accessed: 30.08.2022].
• Wnukowska, B. (2005) Metodyka analizy i prognozowania potrzeb energetycznych odbiorców przemysłowych na rynku energii [Methodology of analysis and forecasting of energy needs of industrial recipients on the energy market ; in Polish]. Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej, Seria: Monografie 30 (95). OW Politechniki Wrocławskiej.
• Ziel, F. and Weron, R. (2018) Day-ahead electricity price forecasting with high-dimensional structures: Univariate vs. multivariate modeling frameworks. Energy Economics, Elsevier, 70(C), 396-420.
• Zerka, M. (2001) Mechanizmy rynkowe w elektroenergetyce: zagadnienia wybrane [Market mechanisms in electric energy sector: selected problems; in Polish]. Instytut Doskonalenia Wiedzy o Rynku, Warszawa.
• Zimmer, A. and Englot (2005) Identyfikacja obiektów i sygnałów. Teoria i praktyka dla użytkowników MATLABA [Identification of objects and signals. Theory and practice for MATLAB users; in Polish]. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków.