Talouspäätöksenteon ongelma: Mikä se on? (Turvallisuus & MOE)

Mikä on taloudellinen jakauma?

Taloudellinen jakauma (tai taloudellinen kuormitusjakauma tai ansiojärjestys) on määritelty online-prosessiksi, joka jaottaa tuotannon saatavilla olevien sähköntuotantolaitosten kesken täyttääkseen kuormitusvaatimuksen ja vähentääkseen kokonaispäätöksiä koskevien kustannusten summaa.

Taloudellinen jakauma määrittelee tehokkaat ja luotettavat menetelmät tuotantolaitosten toiminnalle, ottaen huomioon tuotanto- ja siirtosysteemien toiminnalliset rajoitukset, palveleakseen kuluttajia.

Taloudellinen jakauma määrittää useiden sähköntuotantolaitosten optimaaliset tulokset. Se edistää järjestelmän kuormituksen kattamista mahdollisimman alhaisin kustannuksin, siirtosysteemien ja toiminnallisten rajoitteiden puitteissa.

Kuormituksen kustannustehokkaaseen tarjoamiseen tulee käyttää ensin laitteita, joilla on pienimmät marginaalikustannukset. Järjestelmän marginaalikustannukset määritellään viimeisen kuormituksen alla olevan laitteen marginaalikustannuksilla. Tämä on hinta, jolla yksi lisä MWh energiaa lisätään verkkoon.

Tämä tuotannon aikataulutusmenetelmä, jota kutsutaan taloudelliseksi jakaumaksi, alentaa sähkön tuotannon hintaa. Perinteinen taloudellinen jakauman lähestymistapa kehitettiin fossiilisten polttoaineiden polttavien tuotantoyksiköiden hallintaan.

Taloudellisen jakauman ongelma ratkaistaan erikoistuneella tietokoneohjelmistolla. Tämä ohjelmisto pitää tyydyttää saatavilla olevien resurssien ja niiden liittyvien siirtokykyjen toiminnallisia ja järjestelmärajoitteita.

Taloudellisessa jakaumassa sähköntuotantolaitoksen reaktiivinen ja aktiivinen teho vaihtelee ennakkoon määritellyissä rajoissa ja täyttää kuormitusvaatimukset käyttäen vähemmän polttoainetta. Siksi sähköverkon yhteydessä on mahdollista yhdistää useita sähköntuotantolaitoksia rinnakkaan järjestelmän kuormituksen palvelemiseksi. On tarpeen toimittaa laitostyöt yhä tehokkaammin verkkosysteemissä.

Sähköjärjestelmä laajenee nopeasti. Sähköverkon yhteydet mahdollistavat useiden sähköntuotantolaitosten yhdistämisen rinnakkaan järjestelmän kuormituksen palvelemiseksi. Verkkosysteemissä on tarpeen toimittaa laitostyöt yhä tehokkaammin. Nämä ovat kustannukset, jotka sähköntuotantolaitos aiheuttaa yhden megawattitunnin tuotannossa.

Ansiojärjestys eroaa sähköntuotantoteknologian kiinteistä kustannuksista. Ansiojärjestyksen mukaan ensin kutsutaan palvelemaan sähköntuotantolaitoksia, jotka tuottavat sähköä jatkuvasti hyvin alhaisilla hinnoilla. Sitten lisätään sähköntuotantolaitoksia, joilla on korkeammat marginaalikustannukset, kunnes kysyntä on täytetty.

Turvallisuusrajoitetun taloudellisen jakauman (SCED)

Turvallisuusrajoitettu taloudellinen jakauma (SCED) on yksinkertaistettu optimi-sähkövirtaongelma (OPF). Sitä käytetään laajasti sähköalan yrityksissä. Optimi-sähkövirtaongelma on yksi tärkeimmistä optimointiongelmista energiateollisuudessa.

OPF:n tavoitteena on määrittää ideaalinen määrä sähköä, jota verkon tuotantolaitokset on pakko tuottaa tietyn kysynnän täyttämiseksi. Optimialisuus määritellään sen perusteella, mitä kustannukset jokainen tuotantolaitos aiheuttaa tuotessaan tätä sähköä.

SCED-ongelman ratkaisemiseen on useita suuria lähestymistapoja, kuten lineaarinen ohjelmointi (LP), verkoston virtaohjelmointi (NFP), kvadraattinen ohjelmointi (QP), epälineaarinen konveksiverkoston virtaohjelmointi (NLCNFP) ja geneettinen algoritmi (GA).

Ansiojärjestysvaikutus (MOE)

Uusiutuvien energialähteiden laajentuminen, joiden tuotantokustannukset ovat alhaisempia, on pudottanut vähittäismarkkinahintaa. Menetelmää, jolla markkinahinta määritellään, kutsutaan "ansiojärjestysvaikutukseksi".

Vain energiasta koostuva markkinassa ansiojärjestysvaikutus tarkoittaa sähkömarkkinahinnan laskua, joka johtuu uusiutuvien energioiden tarjonnan kasvusta. Sähköhinta määritellään "ansiojärjestyksellä".

Järjestyksessä, jossa sähköntuotantolaitokset tarjoavat energiaa markkinoille, laitos, joka sai paras sopimus ehdot alussa, asettaa palkin alhaimmilla toimintakustannuksilla.

Selvityshinta ja selvitystilavuus määritellään sähköpitoisuuden ja kysynnän leikkauspisteessä. Tämä selvityshinta maksetaan kaikille markkinoijille, jotka toimittavat sähköntuotantolaitoksia verkkoon. Samalla kaikki, jotka ostavat sähköä vähittäismarkkinoilta, maksavat saman hinnan.

Ansiojärjestys on muuttunut sähköntuotantokustannusten jatkuvan laskun seurauksena, erityisesti uusiutuvien energialähteiden kehityksessä, perinteisten sähköntuotantolaitosten jääessä taaksepäin. Uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinkopaneelien, tuulivoiman tai biokaasun lisääntyvä syöttö on erittäin ilmeistä.

Päätösjaksojen aikana marginaalikustannuksilla, jotka ovat melkein nollia, vaihtelevat tuulivoima- ja aurinkopaneeliasemat tulevat markkinoille ja työnnävät perinteisiä sähköntuotantolaitoksia ansiojärjestyksen loppuun.

Uusiutuvien energioiden ansiojärjestysvaikutusta (MOE) kutsutaan energiasektorissa tällä ilmiölle. Perinteisten sähköntuotantolaitosten tarvitsee vain toimittaa jäämäkuorma tai jäljellä oleva sähkökysyntä, jota uusiutuvat energiat eivät voi kattaa.

Lähteet

1. B. H. Chowdhury ja S. Rahman, “Yhteenveto hiljattaisista edistysaskeleista taloudellisessa jakaumassa,” IEEE Transactions on Power Systems -julkaisussa, vol. 5, no. 4, ss. 1248-1259, marraskuussa 1990, doi: 10.1109/59.99376.

2. Chen, C., Qu, L., Tseng, M., Li, L., Chen, C., & Lim, M. K. (2022). Polttoainekustannusten vähentäminen ja resurssien käyttöasteen parantaminen energian taloudellisessa kuormitusjakauman ongelmassa. Journal of Cleaner Production, 364, 132709. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132709.

3. R. A. Jabr, A. H. Coonick ja B. J. Cory, “Homogeeninen lineaarinen ohjelmointialgoritmi turvallisuusrajoitetulle taloudelliselle jakauman ongelmalle,” IEEE Transactions on Power Systems -julkaisussa, vol. 15, no. 3, ss. 930-936, elokuussa 2000, doi: 10.1109/59.871715.

   Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakattava, jos on tekijänoikeusrikkomusta, ota yhteyttä poistamaan.