Problema di Dispatch Economico: Cos'è? (Sicurezza & MOE)

Cos'è la dispatch economica?

La dispatch economica (conosciuta anche come dispatch di carico economico o ordine di merito) è definita come un processo in tempo reale che alloca la generazione tra i generatori disponibili per soddisfare la domanda di carico, aiutando a minimizzare il costo totale di generazione.

La dispatch economica definisce metodi efficienti e affidabili per l'operazione delle impianti di generazione, considerando le limitazioni operative sui sistemi di produzione e trasmissione, al fine di servire i consumatori.

La dispatch economica determina l'output ottimale di un numero di impianti di generazione di energia elettrica. Contribuisce a soddisfare il carico del sistema al costo più basso possibile, soggetto a vincoli di trasmissione e operativi.

I generatori con i costi marginali più bassi dovrebbero essere utilizzati per primi per fornire il carico in modo economicamente conveniente. Il costo marginale del sistema dovrebbe essere determinato dal costo marginale dell'ultimo generatore sotto carico. Questo è il prezzo per aggiungere un MWh extra di energia alla rete.

Questo metodo di programmazione della generazione, noto come dispatch economica, riduce il costo di produzione dell'energia elettrica. L'approccio tradizionale di dispatch economica è stato creato per controllare le unità di potenza alimentate a combustibili fossili.

Il problema di dispatch economica viene risolto utilizzando software specializzato. Questo software deve soddisfare le restrizioni operative e del sistema delle risorse disponibili e delle relative capacità di trasmissione.

Nella dispatch economica, la potenza attiva e reattiva del generatore varia entro limiti predeterminati e soddisfa i requisiti di carico utilizzando meno combustibile. Pertanto, un'interconnessione del sistema di potenza consente di collegare in parallelo un certo numero di centrali elettriche per servire il carico del sistema. Diventa necessario far funzionare le unità delle centrali in modo più efficiente nel sistema di rete.

Il sistema di potenza elettrico si sta espandendo rapidamente. Le interconnessioni del sistema di potenza consentono a diverse centrali elettriche di connettersi in parallelo per soddisfare il carico del sistema. Nel sistema di rete, diventa necessario far funzionare le unità delle centrali in modo più efficace. Questi sono i costi sostenuti da una centrale elettrica per produrre un singolo megawattora.

L'ordine di merito è distinto dai costi fissi di una tecnologia di generazione di potenza. Secondo l'ordine di merito, le centrali elettriche che producono elettricità continuamente a prezzi molto bassi sono le prime a essere chiamate per fornire potenza. Quindi, vengono aggiunte centrali elettriche con costi marginali più elevati fino a quando non viene soddisfatta la domanda.

Dispatch economica vincolata dalla sicurezza (SCED)

La dispatch economica vincolata dalla sicurezza (SCED) è un problema semplificato di flusso di potenza ottimale (OPF). È ampiamente utilizzato nell'industria dell'energia. L'OPF è uno dei problemi di ottimizzazione più importanti nell'industria energetica.

L'OPF mira a determinare la quantità ideale di elettricità che i generatori della rete devono fornire per soddisfare una specifica domanda. L'ottimalità è determinata dal costo che ogni generatore incide nella produzione di questa potenza.

Esistono diversi approcci principali per risolvere il problema SCED, come la programmazione lineare (PL), la programmazione di flusso di rete (PFR), la programmazione quadratica (PQ), la programmazione di flusso di rete non lineare convessa (PNFC) e l'algoritmo genetico (AG).

Effetto dell'ordine di merito (MOE)

L'espansione delle fonti rinnovabili di energia, che hanno costi di produzione inferiori, ha abbassato i prezzi all'ingrosso dell'elettricità. Il processo con cui viene determinato il prezzo di mercato è noto come "effetto dell'ordine di merito".

L'impatto dell'ordine di merito nel mercato solo di energia si riferisce alla riduzione dei prezzi dell'elettricità all'ambito scambio elettrico causata dall'aumento dell'offerta di energie rinnovabili. Il prezzo dell'energia è determinato dall'"ordine di merito".

L'ordine in cui le centrali elettriche forniscono energia al mercato, con la centrale che ha fatto la migliore offerta all'inizio che stabilisce la barra con i costi operativi più bassi.

Il prezzo di clearing e il volume di clearing sono determinati dal punto in cui l'offerta e la domanda di elettricità si intersecano. Questo prezzo di clearing sarà pagato a tutti i partecipanti al mercato che operano generatori per la rete. Analogamente, chiunque acquisti elettricità sul mercato all'ingrosso pagherà lo stesso prezzo.

La sequenza dell'ordine di merito è cambiata a causa della costante diminuzione dei costi di produzione dell'elettricità, in particolare nello sviluppo delle energie rinnovabili, con le centrali elettriche convenzionali che si spostano sempre più indietro. Con l'aumento dell'ingresso di energie rinnovabili come fotovoltaico, energia eolica o biomassa, l'effetto è estremamente evidente.

Durante i periodi di carico massimo, le centrali eoliche e fotovoltaiche con costi marginali vicini allo zero stanno entrando nel mercato e spingendo le centrali elettriche tradizionali verso la fine dell'ordine di merito.

L'effetto dell'ordine di merito (MOE) delle energie rinnovabili è il termine utilizzato dal settore energetico per caratterizzare questo fenomeno. Le centrali elettriche convenzionali devono fornire solo il carico residuale o la domanda elettrica rimanente che le energie rinnovabili non possono soddisfare.

Riferimenti

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3. R. A. Jabr, A. H. Coonick e B. J. Cory, “Un algoritmo di programmazione lineare omogenea per il problema di dispatch economica vincolato dalla sicurezza,” in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, no. 3, pp. 930-936, Ago. 2000, doi: 10.1109/59.871715.

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