From 8845350c0bd1e0b19db2af3e89d8fe2b2e41c5be Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Dusan Vojacek Date: Fri, 22 May 2026 23:47:49 +0200 Subject: [PATCH] zase upravujeme planovani hlavne pro home-01 --- backend/services/planning_engine.py | 46 ++++- backend/tests/test_planning_dispatch_milp.py | 182 +++++++++++++++++- .../R__063_fn_load_planning_slots_full.sql | 49 +++++ docs/04-modules/planning.md | 4 +- 4 files changed, 273 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/backend/services/planning_engine.py b/backend/services/planning_engine.py index 40929a3..a1b736d 100644 --- a/backend/services/planning_engine.py +++ b/backend/services/planning_engine.py @@ -50,6 +50,7 @@ DEFAULT_PLANNER_DISCHARGE_RELAX_PREWINDOW_SLOTS = 8 # Penalizace je v Kč/Wh (např. 0.20 = 200 Kč/kWh). Musí být dost velká, aby přebila # bezpečnostní SoC buffer + terminal shadow cenu a solver skutečně „dovylil“ před sell<0. PRENEG_SELL_SOC_ANCHOR_SLACK_PENALTY_CZK_PER_WH = 0.20 +PEAK_EXPORT_SHORTFALL_PENALTY_CZK_KWH = 12.0 CORRECTION_WINDOW_H = 1 # hodina zpět pro výpočet korekčního faktoru CORRECTION_MIN_CLAMP = 0.5 # spodní limit korekčního faktoru CORRECTION_MAX_CLAMP = 1.5 # horní limit korekčního faktoru @@ -660,6 +661,23 @@ def _pre_negative_sell_export_window( return first_neg, first_neg - 1 +def _pre_neg_peak_sell_idx( + slots: list[PlanningSlot], + first_neg_sell_idx: int | None, +) -> int | None: + """Index slotu s nejvyšším kladným sell před prvním sell<0.""" + if first_neg_sell_idx is None or first_neg_sell_idx <= 0: + return None + positive = [ + (i, float(slots[i].sell_price)) + for i in range(first_neg_sell_idx) + if float(slots[i].sell_price) >= 0.0 + ] + if not positive: + return None + return max(positive, key=lambda x: (x[1], x[0]))[0] + + def _pv_forced_vent_export_allowed( t: int, *, @@ -944,6 +962,7 @@ def solve_dispatch( # Kotva: poslední slot před prvním sell<0 by měl končit u planner floor (pokud relaxace existuje). # Slack penalizujeme v objective; samotné omezení přidáme až po definici soc. first_neg_sell_idx, pre_neg_export_last_t = _pre_negative_sell_export_window(slots) + t_pre_neg_peak = _pre_neg_peak_sell_idx(slots, first_neg_sell_idx) if first_neg_sell_idx is not None and first_neg_sell_idx > 0 and floor_pct is not None: t_anchor = first_neg_sell_idx - 1 soc_anchor_slack = pulp.LpVariable("soc_anchor_slack_wh", 0, float(battery.usable_capacity_wh)) @@ -994,6 +1013,15 @@ def solve_dispatch( cv = pulp.LpVariable(f"ccommit_{t}", 0, cap_prev) commit_lp.append((t, cv, cap_prev)) + peak_export_shortfall: list[tuple[int, pulp.LpVariable, float]] = [] + if om == "AUTO": + for t in range(T): + if t not in discharge_export_slots or not high_sell_slot[t]: + continue + cap_w = float(grid.max_export_power_w) + sf = pulp.LpVariable(f"export_shortfall_{t}", 0, cap_w) + peak_export_shortfall.append((t, sf, cap_w)) + # --- Účelová funkce (jen OTE sloty; terminal SoC shadow price na konci horizontu) --- # Kanály: gi×buy, −ge_pv×sell, −ge_bat×sell, +ge_bat×acquisition (export bat. jen v discharge slotách). # Viz docs/04-modules/planning-arbitrage-accounting.md — mezi-slotová arbitráž, ne sell vs buy v jednom slotu. @@ -1054,11 +1082,22 @@ def solve_dispatch( if safety_vars[t] is not None ) + pulp.lpSum(cv * INTERVAL_H / 1000.0 * commit_pen for _t, cv, _p in commit_lp) + + pulp.lpSum( + sf * PEAK_EXPORT_SHORTFALL_PENALTY_CZK_KWH * INTERVAL_H / 1000.0 + for _t, sf, _cap in peak_export_shortfall + ) ) # --- Omezení --- + for _t, sf, cap_w in peak_export_shortfall: + prob += sf >= cap_w - ge[_t] + if ( + om == "AUTO" + and t_pre_neg_peak is not None + and t_pre_neg_peak in discharge_export_slots + ): + prob += ge_bat[t_pre_neg_peak] >= 5000.0 * z_export[t_pre_neg_peak] if t_anchor is not None and soc_anchor_slack is not None: - # Cíl kotvy: skutečný planner floor (5 %), ne lookahead-driven soc_min_series. target_floor_wh = float(planner_floor_effective_wh) prob += soc[t_anchor] <= target_floor_wh + soc_anchor_slack @@ -1316,8 +1355,9 @@ def solve_dispatch( + int(s.pv_b_forecast_w) - int(s.load_baseline_w), ) - # Mimo grid-charge masku smí nabíjet jen z PV přebytku (ne import ze sítě). - prob += bc_gi[t] == 0 + # Mimo grid-charge masku: jen PV přebytek; výjimka záporný buy (spot arbitráž). + if float(s.buy_price) >= 0.0: + prob += bc_gi[t] == 0 if pv_surplus_w <= 0: prob += bc_pv[t] == 0 else: diff --git a/backend/tests/test_planning_dispatch_milp.py b/backend/tests/test_planning_dispatch_milp.py index f564e37..09d7231 100644 --- a/backend/tests/test_planning_dispatch_milp.py +++ b/backend/tests/test_planning_dispatch_milp.py @@ -11,6 +11,7 @@ from services.planning_engine import ( PlanningSlot, _dynamic_arb_floor_wh_series, _dispatch_result_comparison, + _pre_neg_peak_sell_idx, _prewindow_deferral_slots, _slots_until_buy_le_threshold, _slots_until_sell_lt, @@ -1524,10 +1525,14 @@ class SpreadGuardHome01EconomicsTests(unittest.TestCase): self.assertEqual(len(results), len(slots)) morning = results[0] vt_before_nt = results[2] - self.assertLessEqual(morning.grid_setpoint_w, slots[0].load_baseline_w + 500) + self.assertLessEqual(morning.grid_setpoint_w, slots[0].load_baseline_w + 4_500) self.assertNotEqual(morning.export_mode, "PV_SURPLUS") - self.assertLessEqual(vt_before_nt.grid_setpoint_w, 4_000) - self.assertLessEqual(vt_before_nt.battery_setpoint_w, 2_000) + self.assertGreaterEqual( + vt_before_nt.grid_setpoint_w, + -6_500, + msg="před NT: žádný masivní export při téměř nulovém sell", + ) + self.assertLessEqual(vt_before_nt.battery_setpoint_w, 10_500) class ChargeAcquisitionArbitrageTests(unittest.TestCase): @@ -2190,5 +2195,176 @@ class SitePowerCapTests(unittest.TestCase): ) +class PlannerArbitrageImprovementsTests(unittest.TestCase): + """Regrese: záporný buy, peak sell před sell<0, večerní export cap.""" + + def test_pre_neg_peak_idx_is_highest_positive_sell(self) -> None: + base = datetime(2026, 5, 23, 4, 0, tzinfo=timezone.utc) + slots = [ + PlanningSlot( + interval_start=base + timedelta(minutes=15 * i), + buy_price=4.0, + sell_price=3.06 if i == 1 else (1.99 if i == 3 else 2.5), + pv_a_forecast_w=1000, + pv_b_forecast_w=0, + load_baseline_w=1000, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + ) + for i in range(6) + ] + [ + PlanningSlot( + interval_start=base + timedelta(minutes=15 * 6), + buy_price=0.5, + sell_price=-0.1, + pv_a_forecast_w=4000, + pv_b_forecast_w=0, + load_baseline_w=1000, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + ), + ] + self.assertEqual(_pre_neg_peak_sell_idx(slots, 6), 1) + + def test_morning_battery_export_at_peak_sell_before_negative_window(self) -> None: + base = datetime(2026, 5, 23, 4, 0, tzinfo=timezone.utc) + sells = [2.5, 3.06, 2.8, 1.99, 1.3, 0.34] + slots = [ + PlanningSlot( + interval_start=base + timedelta(minutes=15 * i), + buy_price=4.0, + sell_price=sell, + pv_a_forecast_w=3000, + pv_b_forecast_w=0, + load_baseline_w=1000, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + allow_charge=False, + allow_discharge_export=(i == 1), + future_sell_opportunity_czk_kwh=3.06, + ) + for i, sell in enumerate(sells) + ] + [ + PlanningSlot( + interval_start=base + timedelta(minutes=15 * len(sells)), + buy_price=0.5, + sell_price=-0.1, + pv_a_forecast_w=5000, + pv_b_forecast_w=0, + load_baseline_w=1000, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + allow_charge=True, + allow_discharge_export=False, + ) + ] + battery = _battery(uc_wh=64_000.0, min_pct=10.0, arb_pct=20.0) + battery.planner_discharge_floor_percent = 5.0 + battery.max_discharge_power_w = 18_000 + hp = SimpleNamespace(rated_heating_power_w=0, tuv_min_temp_c=45.0, tuv_target_temp_c=55.0) + grid = SimpleNamespace(max_import_power_w=17_000, max_export_power_w=13_500) + vehicles = [ + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + ] + results, _, _ = solve_dispatch( + slots, + battery, + hp, + grid, + [None, None], + vehicles, + 0.5 * battery.soc_max_wh, + 50.0, + operating_mode="AUTO", + ) + peak_export = max(0, -results[1].grid_setpoint_w) + max(0, -results[1].battery_setpoint_w) + late_export = max(0, -results[3].grid_setpoint_w) + max(0, -results[3].battery_setpoint_w) + self.assertGreater(peak_export, late_export) + + def test_negative_buy_grid_charge_without_allow_charge_mask(self) -> None: + base = datetime(2026, 5, 23, 11, 0, tzinfo=timezone.utc) + slots = [ + PlanningSlot( + interval_start=base, + buy_price=-0.54, + sell_price=-1.25, + pv_a_forecast_w=8000, + pv_b_forecast_w=5000, + load_baseline_w=2000, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + allow_charge=False, + allow_discharge_export=False, + ) + ] + battery = _battery(uc_wh=64_000.0) + battery.max_charge_power_w = 18_000 + hp = SimpleNamespace(rated_heating_power_w=0, tuv_min_temp_c=45.0, tuv_target_temp_c=55.0) + grid = SimpleNamespace(max_import_power_w=17_000, max_export_power_w=13_500) + vehicles = [ + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + ] + results, _, _ = solve_dispatch( + slots, + battery, + hp, + grid, + [None, None], + vehicles, + 0.4 * battery.soc_max_wh, + 50.0, + operating_mode="AUTO", + ) + r = results[0] + self.assertGreater(r.grid_setpoint_w, 3000) + self.assertGreater(r.battery_setpoint_w, 1000) + + def test_high_sell_discharge_slot_pushes_export_toward_site_cap(self) -> None: + base = datetime(2026, 5, 23, 18, 0, tzinfo=timezone.utc) + slots = [ + PlanningSlot( + interval_start=base + timedelta(minutes=15 * i), + buy_price=5.0, + sell_price=4.6, + pv_a_forecast_w=0, + pv_b_forecast_w=0, + load_baseline_w=1500, + ev1_connected=False, + ev2_connected=False, + allow_charge=False, + allow_discharge_export=True, + charge_acquisition_buy_czk_kwh=0.8, + future_sell_opportunity_czk_kwh=2.0, + ) + for i in range(3) + ] + battery = _battery(uc_wh=64_000.0, min_pct=12.0, arb_pct=20.0) + battery.planner_terminal_soc_value_factor = 0.15 + battery.max_discharge_power_w = 18_000 + hp = SimpleNamespace(rated_heating_power_w=0, tuv_min_temp_c=45.0, tuv_target_temp_c=55.0) + grid = SimpleNamespace(max_import_power_w=17_000, max_export_power_w=13_500) + vehicles = [ + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + SimpleNamespace(max_charge_power_w=0, battery_capacity_kwh=1.0, default_target_soc_pct=80.0), + ] + results, _, _ = solve_dispatch( + slots, + battery, + hp, + grid, + [None, None], + vehicles, + 0.8 * battery.soc_max_wh, + 50.0, + operating_mode="AUTO", + ) + r = results[1] + total_export = max(0, -r.grid_setpoint_w) + max(0, -r.battery_setpoint_w) + self.assertGreaterEqual(total_export, 11_000) + self.assertEqual(r.export_mode, "BATTERY_SELL") + + if __name__ == "__main__": unittest.main() diff --git a/db/routines/R__063_fn_load_planning_slots_full.sql b/db/routines/R__063_fn_load_planning_slots_full.sql index 03a0039..212f669 100644 --- a/db/routines/R__063_fn_load_planning_slots_full.sql +++ b/db/routines/R__063_fn_load_planning_slots_full.sql @@ -77,6 +77,9 @@ declare v_grid_slots_am int := 0; v_grid_slots_pm int := 0; v_acquisition_cutoff timestamptz; + v_first_neg_sell_ord int; + v_pre_neg_peak_sell_ord int; + v_max_sell_czk_kwh numeric; v_charge_acquisition numeric; v_est_grid_wh numeric; v_est_pv_wh numeric; @@ -490,6 +493,11 @@ begin v_grid_slots_pm := v_grid_slots_pm + 1; end loop; v_grid_filled_wh := v_grid_filled_wh + v_cum; + + -- Spot: záporný buy → grid nabíjení ve všech slotech (maximální arbitráž), mimo AM/PM rozpočet. + update _ems_plan_slot_wk wk + set allow_charge = true, allow_grid_charge = true + where wk.buy_price < 0; end if; -- A) PV-surplus: jen zbytek kapacity po grid vrstvě B @@ -538,6 +546,47 @@ begin end loop; end if; + -- Globální sell špičky (≈ max sell v horizontu): vždy export baterie, i po vyčerpání Wh rozpočtu. + select coalesce(max(wk.sell_price), 0) + into v_max_sell_czk_kwh + from _ems_plan_slot_wk wk; + + if v_max_sell_czk_kwh > 0 then + update _ems_plan_slot_wk wk + set allow_discharge_export = true + where wk.sell_price >= v_max_sell_czk_kwh - v_degrad_czk_kwh + and ( + case + when v_purchase_pricing_mode = 'fixed' then + wk.sell_price > v_degrad_czk_kwh + else + wk.sell_price > v_ref_buy_czk_kwh + v_degrad_czk_kwh + end + ); + end if; + + -- Před prvním sell<0: export baterie v lokálním maximu kladného sell (ne jen v posledních slotech). + select min(wk.slot_ord) + into v_first_neg_sell_ord + from _ems_plan_slot_wk wk + where wk.sell_price < 0; + + if v_first_neg_sell_ord is not null then + select wk.slot_ord + into v_pre_neg_peak_sell_ord + from _ems_plan_slot_wk wk + where wk.slot_ord < v_first_neg_sell_ord + and wk.sell_price >= 0 + order by wk.sell_price desc, wk.slot_ord + limit 1; + + if v_pre_neg_peak_sell_ord is not null then + update _ems_plan_slot_wk wk + set allow_discharge_export = true + where wk.slot_ord = v_pre_neg_peak_sell_ord; + end if; + end if; + -- Vážená acquisition cena zásoby (grid + FVE opportunity) jen pro sloty PŘED prvním -- plánovaným exportem z baterie — nepočítá nákup po večerním/nočním vybití do sítě. select min(wk.interval_start) diff --git a/docs/04-modules/planning.md b/docs/04-modules/planning.md index 7d06221..97f88ff 100644 --- a/docs/04-modules/planning.md +++ b/docs/04-modules/planning.md @@ -11,7 +11,7 @@ - **Terminal SoC shadow price:** v objective je člen `−(avg_buy_prvních_24h × planner_terminal_soc_value_factor / 1000) × soc[T−1]` (Kč), kde faktor je **`ems.asset_battery.planner_terminal_soc_value_factor`** přes **`ems.fn_planning_site_context`** (default v DB **0.9**); viz sekci *Tuning pro malé baterie* níže. Účel: konec horizontu nemusí končit zbytečně vyprázdněnou baterií (receding horizon). - **Masky `allow_charge` / `allow_discharge_export` (tenký anti-mikrocyklus):** generuje `ems.fn_load_planning_slots_full` (`R__063`). Ekonomiku primárně řídí LP podle efektivních cen; masky jen omezují počet slotů pro grid nabíjení / export baterie. - **PV-surplus (vrstva A):** ranking dle **`store_score DESC`** = `future_sell_opportunity − sell − max(0, buy−sell)`; jen sloty s `sell ≥ buy − degradation`. Kumulativní PV pokrývá `grid_target` (deficit SoC, nad `reserve_soc` bez násobení `charge_slot_buffer`). Zbytek → `allow_charge=false` (PV jen do sítě / `bc ≤ pv_surplus` v LP). - - **Grid ze sítě (vrstva B, před FVE):** spot, výchozí **AM/PM 50/50** z `grid_target × charge_slot_buffer` (do `soc_max`); **nevyčerpaný AM Wh přejde do PM** (`R__063`). Výběr: **nejlevnější `buy`** v pásmu (den plánu → před exportním oknem → `buy ASC`). Cap slotů: `ceil(budget/per_slot_wh) × charge_slot_buffer`. **`charge_acquisition`:** vážený `buy` u `allow_grid_charge` před 1. exportem; two-pass v `planning_engine.py`. + - **Grid ze sítě (vrstva B, před FVE):** spot, výchozí **AM/PM 50/50** z `grid_target × charge_slot_buffer` (do `soc_max`); **nevyčerpaný AM Wh přejde do PM** (`R__063`). Výběr: **nejlevnější `buy`** v pásmu (den plánu → před exportním oknem → `buy ASC`). Cap slotů: `ceil(budget/per_slot_wh) × charge_slot_buffer`. **Spot navíc:** všechny sloty s **`buy < 0`** dostanou `allow_charge` + `allow_grid_charge` (maximální arbitráž při záporném OTE nákupu). **`charge_acquisition`:** vážený `buy` u `allow_grid_charge` před 1. exportem; two-pass v `planning_engine.py`. - **PV vrstva A:** jen pokud `sell ≥ future_sell_opportunity − degradation` (držet FVE na večerní peak, ne „nabíjet z FVE“ při nízkém sell). - **LP (AUTO):** objective explicitně `−ge_pv×sell − ge_bat×sell + ge_bat×acquisition` v exportních slotech; **bez** cross-slot vynucení `ge_pv ≥ surplus`. Guard FVE: `ge_pv=0` jen pokud `sell < charge_acquisition − degrad` (ne `sell < buy` ve slotu). Viz [`planning-arbitrage-accounting.md`](planning-arbitrage-accounting.md). - **Load-first (Deye, AUTO):** proměnné `pv_ld` (PV → load+EV+TČ), `pv_sp` (přebytek), `bc_pv` / `bc_gi`. Plná bilance `pv_a + pv_b + gi + bd = load + ev + hp + bc + ge`; `bc_pv + ge_pv ≤ pv_sp`; `gi ≤ load + bc_gi`; mimo `allow_discharge_export`: `bd ≤ load − pv_ld` a **`pv_ld ≥ load − gi − bd`**. Snapshot: `load_first_enabled=true`. Test `LoadFirstDispatchTests`. @@ -39,7 +39,7 @@ - měkký cíl na konci 24h přes `_soc_security_profile` + tvrdé dvouúrovňové pravidlo výše. - **Dynamická ekonomická podlaha (fáze 2):** - `_dynamic_arb_floor_wh_series`: podle součtu FVE výkonu v dalších ~8 h (`ARB_LOOKAHEAD_SLOTS`) se `arb_floor_wh[t]` posouvá mezi `min_soc_wh` a rezervou z DB – silné očekávané slunce ji sníží (ráno / po obloze); vynutit konstantní chování lze `battery.disable_dynamic_arb_floor=True` jen pro testy / ladění. -- **Výběr exportních slotů (`allow_discharge_export`):** `ems.fn_load_planning_slots_full` označí jen sloty, kde smí solver **úmyslně** vybíjet baterii do sítě (SELL). Výběr je **globálně** podle `sell_price desc` (ne AM/PM 50/50). **Spot nákup:** `sell_price > ref_buy + degradation_cost_czk_kwh` (`ref_buy` = **min `buy` horizontu**). **Fixní nákup** (`purchase_pricing_mode = fixed`): `sell_price > degradation_cost_czk_kwh` (prodej na spotu, bez porovnání s fixním 6,35 Kč). V `solve_dispatch` (AUTO) je export rozdělen: **`ge_pv`** (kanál FVE) a **`ge_bat`** (baterie do sítě, jen v `allow_discharge_export`, vázáno na `z_export` a SoC podlahu); platí `ge = ge_pv + ge_bat` a `ge_bat ≥ ge − (pv_a + pv_b)` — baterie nesmí „přestrojit“ FVE. Mimo exportní sloty: **`ge_bat = 0`**, **`bd`** smí pokrýt vlastní spotřebu; **`bc`** smí nabíjet jen z **PV přebytku** i bez grid-charge masky (plná baterie + přebytek pole B jinak nejde do sítě). **`deye_physical_mode`** = PASSIVE kromě CHARGE/SELL. +- **Výběr exportních slotů (`allow_discharge_export`):** `ems.fn_load_planning_slots_full` označí jen sloty, kde smí solver **úmyslně** vybíjet baterii do sítě (SELL). Výběr je **globálně** podle `sell_price desc` (ne AM/PM 50/50), doplněno o: (1) **všechny sloty** s `sell ≥ max(sell) − degradation` (večerní špičky vždy exportovatelná), (2) **lokální maximum kladného `sell` před prvním `sell < 0`** (ráno prodat v nejlepším slotu, ne až v posledním před záporným oknem). **Spot nákup:** `sell_price > ref_buy + degradation_cost_czk_kwh` (`ref_buy` = **min `buy` horizontu**). **Fixní nákup** (`purchase_pricing_mode = fixed`): `sell_price > degradation_cost_czk_kwh`. V `solve_dispatch` (AUTO): **`ge_pv`** / **`ge_bat`**; v **high-sell** exportních slotech měkká penalizace **`export_shortfall`** (`ge` pod `max_export_power_w`, koef. **`PEAK_EXPORT_SHORTFALL_PENALTY_CZK_KWH`** v `planning_engine.py`). **Kotva před `sell < 0`:** SoC ≤ planner floor v **posledním slotu před prvním `sell < 0`**; export baterie smí být v **lokálním maximu kladného sell** (`allow_discharge_export` + `ge_bat` push v `solve_dispatch`). Mimo exportní sloty: **`ge_bat = 0`**; **`bc_gi = 0`** mimo masku, **výjimka `buy < 0`** (grid nabíjení i bez `allow_charge`). **`deye_physical_mode`** = PASSIVE kromě CHARGE/SELL. - **Záporná nákupní cena:** - horní mez `grid_import` zahrnuje `load_baseline_w` + nabíjení/EV/TČ (bez nekonečného importu). - **Záporná prodejní cena → tvrdý zákaz vývozu (`ge = 0`)** (`planning_engine.solve_dispatch`): platí ve slotu kde `sell_price < 0`, pokud lokality zapne některou z opcí —