Co čeká energetické informační systémy s přechodem na 15minutové rozlišení?

Evropská elektroenergetika se začíná připravovat na přechod z hodinového na 15minutový obchodní interval. Jaké výzvy to přináší pro informační systémy podporující obchodní procesy? Jak se s těmito požadavky vypořádávají produkty Damas a Lancelot společnosti Unicorn?

Energetický trh v České republice se připravuje na klíčovou změnu. V rámci diskuze vedené Energetickým regulačním úřadem bylo stanoveno, že k 1. 7. 2024 přejde obchodování s elektřinou na 15minutový obchodní interval. To v praxi znamená, že veškeré trhy s elektřinou musí od tohoto data podporovat produkty s rozlišením 15 minut. Tato změna má sekundárně dopad nejenom na samotné obchodování s elektrickou energií (EE) na trzích, ale i například na trh se službami výkonové rovnováhy (SVR) a regulační energií (RE), případně zasahuje do procesů nominace obchodů či měření a vyhodnocení odchylek. Změna se bude týkat i podpůrných procesů, jako jsou různé predikce či optimalizace používané účastníky trhů. Jedná se tak tedy o opravdu přelomovou změnu v oboru.

Samotná změna obchodování na 15minutový obchodní interval je vyžadována primárně Evropskou legislativou, a to nařízením Komise (EU) 2017/2195, kterým se stanoví rámcový pokyn pro obchodní zajišťování výkonové rovnováhy v elektroenergetice – povinnost (čl. 53) implementovat do tří let od vstupu nařízení v platnost interval zúčtování odchylek o délce 15 minut. Pro Českou republiku je zde platné rozhodnutí ERÚ ze dne 29. 6. 2018 o udělení výjimky (derogaci) z tohoto požadavku, maximálně však do 1. 1. 2025. Zároveň je zde také závazné nařízení Evropského parlamentu a rady (EU) 2019/943 o vnitřním trhu s elektřinou – čl. 8(4). To od 1. ledna 2021 zavádí interval zúčtování odchylek 15 minut ve všech oblastech plánování, pokud regulační orgány neudělí obecnou nebo individuální výjimku. Obecné výjimky lze udělit pouze do 31. prosince 2024. I novela vyhlášky o měření předpokládá, že zasílání měření v 15minutové granularitě bude zahájeno k 1. 7. 2024. Právě tyto legislativní požadavky vedly ERÚ ke stanovení termínu 1. 7. 2024.

Na evropskou energetiku již delší dobu působí tzv. 3D – dekarbonizace, decentralizace a digitalizace. V rámci digitalizace je změna obchodního intervalu primárně výzvou pro IT systémy účastníků (platforma Lancelot) i organizátorů (platforma Damas) dotčených trhů. Digitalizace procesů je v dnešním turbulentním prostředí energetiky nezbytným předpokladem pro schopnost reagovat na stále se zrychlující obchodování na trzích, které se přibližuje času reálné dodávky. Zkrácení obchodního intervalu je pro integraci mezi IT systémy energetických subjektů výzvou, jakou český energetický trh dlouho nezaznamenal. Rok 2024 se sice může zdát být ještě daleko, ale vzhledem k množství subjektů a jejich IT systémů je včasná reakce rozhodně zapotřebí. Lze tak z pohledu IT dodavatele jen vítat včasnou reakci centrálních autorit energetiky, které se svými partnery zahájily jednání o této změně s dostatečným předstihem.

Pojďme si tuto změnu více přiblížit z hlediska dopadů na IT systémy. Při změně obchodování bude v IT systémech nutné primárně řešit:

• uložení dat v systému a výpočty nad nimi,
• zobrazení dat pro uživatele,
• integraci s ostatními systémy pomocí automatických rozhraní,
• zvýšené požadavky na výkon a flexibilitu.

Tyto oblasti je nutné vyřešit nejen z funkčního hlediska. Je nutné myslet i na uživatelský komfort. Nové rozlišení znamená více dat a vyšší nároky na rychlost jejich zpracování i zobrazování. Pojďme si tyto dopady a jejich úskalí více přiblížit.

Uložení dat a výpočty nad nimi

Data v energetice se většinou ukládají ve formě takzvaných časových řad. Právě pro časové řady nastane v souvislosti s přechodem změna, kdy data v nich budou muset být ukládána s vyšším rozlišením: s 15minutovým vzorkem namísto 60minutového.

Z hlediska výpočtů nad daty je klíčové rozlišit, s jakými veličinami pracujeme. Například u výkonu platí, že změna časového rozlišení nemá vliv na hodnoty při migraci nebo následném dalším používání, naopak u energie je při převodu z hodiny na čtvrthodinu nutné hodnotu rozdělit.

• Výkon: 1 MW evidovaný v hodinovém rozlišení odpovídá 1 MW evidovanému v 15minutovém rozlišení.
• Energie: 1 MWh vytvořená za jednu hodinu odpovídá 0,25 MWh vytvořeným ve čtyřech 15minutových intervalech (při konstantním výkonu 1 MW).

Pokud tak budeme nově pracovat s energií ve čtvrthodinách, je nutné řešit, jak se má výpočet chovat, pokud je hodnota v hodině celočíselně nedělitelná čtyřmi. Pak musíme při matematickém převodu na čtvrthodinu výsledek ošetřit například zvýšením počtu desetinných míst nebo stanovením algoritmu pro práci se zbytkem.

V době přechodu budou IT systémy zároveň muset umět zpracovávat data v obou rozlišeních, jak 60, tak 15 minut, a to z toho důvodu, že přechod je naplánován tzv. k obchodnímu dni. Pokud je například nějaký obchod uzavírán k 30. 6. 2024, bude pro něj stále platit rozlišení 60 minut bez ohledu na to, jestli je například zúčtováván až po termínu 1. 7. 2024. Obdobně obchod k 1. 7. 2024 bude již evidován v 15minutovém rozlišení, i když by byl uzavřen dopředu například 30. 6. 2024. Z tohoto hlediska se tak v případě přechodu nemůže jednat o pouhou změnu uložení dat.

Zavedení nových produktů je nutné provést s dostatečným předstihem. Platí, že produkty s 15minutovým vzorkem se budou obchodovat ke dni dodávky 1.7. Samotný obchod ale může být uzavírán dopředu. Pokud by se tak stalo a obchod by byl uzavřen například ještě v 60minutovém rozlišení, hrozí, že tato data bude následně nutné migrovat. Samotná migrace pak nejen přináší dodatečné náklady, ale často vyžaduje například i odstávky systému, což je pro obchodní systémy podporující obchodování nepřetržitě v režimu 24/7 nežádoucí. Při přechodu na 15minutové obchodování bychom tak u kritických systémů měli klást důraz na včasná řešení, která nebudou následnou migraci dat vyžadovat.

V našich produktech Damas a Lancelot jsme vylepšili práci s daty ve formě časových řad tak, aby bylo možné pracovat s různými časovými jednotkami paralelně s ohledem na vazbu dat k obchodnímu dni. Zavedli jsme takzvanou volnou časovou jednotku. Ta umožňuje pomocí číselníkové konfigurace určit časovou jednotku obchodování s platností pro jednotlivé obchodní dny. Zároveň lze pomocí tzv. agregačních a desagregačních funkcí u časových řad stanovit, jak se mají v jiném rozlišení chovat (viz příklad výše). Pro hladký přechod je podpora takovýchto konfiguračních možností klíčová, a proto je důležité, že naše platformy zvládnou přechod na 15 minut bez migrace dat a s ní spojené odstávky.

Dalším úskalím je zvýšení náročnosti uložení dat na velikost databáze IT systému. Dle způsobu uložení dat může kapacita potřebná k ukládání dat v 15minutovém rozlišení narůst až čtyřnásobně. To má dopad primárně na škálování infrastruktury, na které je provozován dotčený IT systém. Navýšení kapacit se může jevit jako poměrně snadné v porovnání s ostatními dopady, rozhodně se jedná o dodatečné náklady pro vlastníka IT řešení. K jejich snížení může přispět správný přístup k historickým datům tak, aby byla v systému uchována pouze po dobu nutnou z businessového a případně legislativního hlediska a následně byla archivována.

Kromě nárůstu kapacit na uložení dat porostou obdobně i požadavky na jejich zpracování. Veškeré výpočty a načítání tak nově budou zpracovávat až čtyřnásobné množství dat. I zde může pomoci posílení hardwaru. Nutno ale poznamenat, že posílení hardwaru není vždy univerzálním řešením. V případě nekvalitního návrhu výpočetního jádra z pohledu paralelizace výpočtů a škálovatelnosti není možné očekávat, že pouhé navýšení výpočetní kapacity zachová rychlost výpočtů a zobrazování dat.

Zobrazení dat

Stejně jako ukládání se i zobrazení bude potýkat s nárůstem objemu dat, kdy namísto jedné hodinové hodnoty budou uživateli zobrazovány 4 čtvrthodinové. Kromě výkonu načítání dat bude toto ovlivňovat i délku období, které bude možné zobrazit při stejném rozlišení monitoru. Při zobrazení dat ve formě tabulky bude mít taková tabulka s daty po přechodu čtyřnásobnou velikost. V uživatelském rozhraní IT systémů tak není nutné jenom řešit samotný přechod, ale i zavést prvky, které uživateli usnadní práci s větším množství hodnot.

Damas i Lancelot mají uživatelské rozhraní tvořené pomocí konfigurovatelných komponent. Právě v těchto komponentách jsme zavedli některé novinky, které reagují na výše popsaná úskalí. Jako základní funkci podporují komponenty situaci, kdy zvolený rozsah zobrazení obsahuje jak hodinové, tak čtvrthodinové rozlišení (viz následující obrázek).

Pro usnadnění zobrazení většího objemu dat slouží například funkce stránkování, která umožní zobrazit tabulku s daty postupně. Další možností je zobrazovat data agregovaně s možností přístupu na detail, kdy uživatel může mezi oběma rozlišeními přepínat.

Všechny tyto funkce komponent jsou obecné s možností konfigurace pro zobrazení libovolných dat. V Damasu i Lancelotu lze tak obrazovky systému konfigurovat přímo s klientem tak, aby co nejvíce vyhovovaly jeho potřebám.

Integrace s ostatními systémy

Poslední oblastí je datová integrace mezi IT systémy pomocí automatických rozhraní. I zde bude nutné řešit komunikační scénáře zajišťující:

• Do obchodního dne 30. 6. přijímat a poskytovat data v hodinovém rozlišení.
• Od obchodního dne 1. 7. přijímat a poskytovat data v 15minutovém rozlišení.

Zde je možné k přepnutí přistoupit jedním z následujících způsobů:

• Přísný režim: Data je vždy nutné zaslat s granularitou odpovídající obchodnímu dni a zároveň je tak i systém poskytuje pro čtení.
• Tolerantní režim: Data je možné zaslat i například po 1. 7. v hodinové granularitě a následně je cílový systém převede na nové rozlišení. Podobně to platí pro čtení, kdy je například možné použít v požadavku na data informaci o tom, zda jsou požadována v hodinovém, nebo čtvrthodinovém rozlišení, IT systém je následně opět převede a poskytne v požadovaném rozlišení.

Zároveň platí to samé, co pro zobrazení dat, tj. že v rámci souboru s daty poslanými do systému nebo získanými ze systému mohou být přítomna jak data v původním, tak v novém rozlišení. A i takovéto soubory musí být IT systémy schopny zpracovat. Právě o tyto funkce jsme v souvislosti s přechodem na 15minutové rozlišení rozšířili integrační schopnosti našich produktů.

Vysoká flexibilita řešení

Zavádění změn v oblasti energetiky je ovlivňováno mnoha faktory. Zejména je to množství zúčastněných subjektů, složitost dotčených procesů, návaznost na legislativní procesy a v neposlední řadě prohlubování mezinárodní spolupráce. Harmonogram a způsob řešení přechodu na 15minutový obchodní interval bude procházet dalším upřesňováním a bude zřejmě probíhat odlišně pro jednotlivé energetické procesy. Odlišné budou i harmonogramy v jednotlivých evropských státech.

Připravovaná řešení musí být proto maximálně flexibilní, aby byla schopna postupně zavádět změny nejen jako celek, ale i v jednotlivých procesech a jejich částech. Například procesy přeshraničního obchodování musí být připraveny na to, že ke změně obchodního intervalu bude docházet na jednotlivých přeshraničních profilech odděleně.

Úpravy provedené v Damasu a Lancelotu vycházejí těmto potřebám maximálně vstříc. Jsou navrženy tak, aby umožnily provést přechod na nové obchodní rozlišení různými scénáři i nezávisle v jednotlivých modulech řešení. Zároveň poskytují maximální možnou míru zpětné kompatibility jak v uživatelském rozhraní, tak v integračních mechanismech. To je klíčové pro hladké provedení změny v systému, který je integrován s až desítkami protistran – což je typicky příklad Damasu MMS.

Závěr

Článek shrnul některá úskalí, která čekají energetické subjekty a jejich IT systémy v souvislosti s přechodem na obchodování ve čtvrthodinách. Červenec 2024 se může zdát ještě daleko, ale tento přechod může být pro energetické subjekty náročný. Je rozhodně žádoucí mít s dostatečným předstihem jistotu, že používaná obchodní platforma je schopna přechod zvládnout s rozumnými náklady a minimálními riziky. Toto zjištění a ověření by mělo být provedeno s potřebnou časovou rezervou, aby byl eventuálně ještě čas uvažovat o případné výměně. Přechod na 15minutové rozlišení je tak zároveň vhodným okamžikem, kdy zvážit případnou generační obměnu obchodního systému.

Obchodní platformu Lancelot a platformu Damas pro řízení trhů vyvíjí Unicorn dlouhodobě. Nejnovější verze obou produktů nedávno prošly zásadními upgrady, jsou vybudovány na moderních cloudových technologiích a jsou plně připraveny na výše uvedené výzvy. Zejména se nám osvědčuje právě zmiňovaný konfigurační přístup, který umožňuje dodat nové vlastnosti do existujícího řešení povýšením verze produktu bez nutnosti náročné migrace aplikačních dat. Právě tyto vlastnosti IT řešení zajistí kontinuitu business procesů při nízkých dlouhodobých nákladech a s minimálními riziky.

O autorovi

Jan Korych, Senior Consultant ve společnosti Unicorn Systems

Jan Korych pracuje ve společnosti Unicorn Systems a.s. jako konzultant pro analýzu a návrh informačních systémů v segmentu energetika a utility. Specializuje se na projekty pro evropská TSO v oblasti balancingu, ale zúčastnil se i dodávek IT řešení pro obchodníky a výrobce elektřiny a tepla. Během své kariéry dodal v úzké spolupráci se zákazníky několik IT řešení, kdy jeho hlavním cílem bylo soustředit se na splnění požadavků a maximalizaci přidané hodnoty pro klienta.

O Unicornu

Unicorn je renomovaná evropská společnost poskytující ty největší informační systémy a řešení z oblasti informačních technologií. Dlouhodobě se soustředíme na vysokou přidanou hodnotu a konkurenční výhodu přinášenou našim zákazníkům. Působíme na trhu již od roku 1990 a za tu dobu jsme vytvořili řadu špičkových a rozsáhlých řešení, která jsou rozšířena a užívána mezi těmi nejvýznamnějšími podniky z různých odvětví. Jsme zároveň provozovateli internetové služby Plus4U, ve které nabízíme široké portfolio služeb založených na robustních softwarových řešeních pro malé a střední podniky a hlavně pro lidi.

Naším cílem je vzdělávat lidi a také společnost. Proto jsme v roce 2007 založili Unicorn University, která zároveň provozuje Unicorn Top Gun Academy - komplexní vzdělávací systém pro naše spolupracovníky, tedy pro všechny z nás.