経済配分問題：何ですか？（セキュリティ＆MOE）
経済調度とは何か
経済調度（または経済負荷調度または優先順位）は、利用可能な発電機間に発電を割り当て、需要を満たし、総発電コストを最小限に抑えるためのオンラインプロセスとして定義されます。
経済調度は、生産および送電システムに関する運用制約を考慮して、発電設備を効率的かつ信頼性のある方法で運転する方法を概説します。
経済調度は、多数の発電施設の最適な出力を決定します。これは、送電および運用制約の下でシステム負荷を最も低いコストで満たすのに貢献します。
マージナルコストが最も低い発電機から最初に使用して、負荷を効果的に供給すべきです。システムのマージナルコストは、負荷下にある最後の発電機のマージナルコストによって決定されるべきです。これは、グリッドに1MWhのエネルギーを追加するための価格です。
この発電のスケジューリング方法は経済調度と呼ばれ、電力の生産コストを下げます。従来の経済調度アプローチは、化石燃料燃焼型発電ユニットを制御するために開発されました。
経済調度問題は、専用のコンピュータソフトウェアを使用して解決されます。このソフトウェアは、利用可能な資源および関連する送電能力の運用およびシステム制約を満たす必要があります。
経済調度では、発電機の実効および反応電力は予め定められた範囲内で変動し、負荷要件を満たしながら燃料を節約します。したがって、電力系統相互接続により、複数の発電所が並列に接続され、システム負荷を供給することができます。これにより、グリッドシステム内の発電所ユニットをより効率的に運転することが必要となります。
電力システムは急速に拡大しています。電力系統相互接続により、複数の発電所が並列に接続され、システム負荷を満たします。グリッドシステム内では、発電所ユニットをより効率的に運転することが必要となります。これらは、発電所が1メガワット時を生産する際にかかるコストです。
経済調度の図示
優先順位は、発電技術の固定コストとは異なります。優先順位に基づいて、非常に低価格で継続的に電力を生産する発電所が最初に電力供給に呼ばれます。その後、マージナルコストが高い発電所が追加され、需要が満たされるまで続きます。
セキュリティ制約付き経済調度 (SCED)
セキュリティ制約付き経済調度（SCED）は、最適化電力フロー（OPF）問題の簡略化されたバージョンであり、電力業界で広く使用されています。最適化電力フローは、エネルギー業界で最も重要な最適化問題の一つです。
OPFは、特定の需要を満たすためにグリッドの発電機が提供すべき理想的な電力量を決定することを目的としています。最適性は、各発電機がこの電力を生産する際にかかるコストによって決定されます。
SCED問題を解くための主なアプローチには、線形計画法（LP）、ネットワークフロープログラミング（NFP）、二次計画法（QP）、非線形凸ネットワークフロープログラミング（NLCNFP）、遺伝的アルゴリズム（GA）があります。
優先順位効果 (MOE)
再生可能エネルギー源の拡大により、生産コストが低いことから、卸売電力価格が低下しています。市場価格が決定されるプロセスは「優先順位効果」と呼ばれています。
エネルギーのみの市場における優先順位効果は、再生可能エネルギーサプライの増加により、電力取引所での電力価格が下落する現象を指します。電力価格は「優先順位」によって決定されます。
市場へのエネルギー供給順序で、最低の運転コストを持つ発電所が基準を設定します。
清算価格と清算量は、電力供給と需要が交差する点で決定されます。この清算価格は、グリッド向けに発電機を運転するすべての市場参加者に支払われます。また、卸売市場で電力を購入するすべての人も同じ価格を支払います。
特に再生可能エネルギーの発展により、電力生産コストが徐々に低下しているため、優先順位の順序が変化しました。太陽光発電、風力発電、バイオマスなどの再生可能エネルギーの導入が増えているため、この効果は非常に顕著です。
ピーク負荷期間中、ゼロに近いマージナルコストを持つ風力や太陽光発電所が市場に参入し、従来の発電所を優先順位の後ろに押し出しています。
再生可能エネルギーによる優先順位効果（MOE）は、エネルギー業界でこの現象を特徴付けるために使用される用語です。従来の発電所は、再生可能エネルギーが満たせない残余負荷または残りの電力需要を供給するだけです。
参考文献
B. H. Chowdhury and S. Rahman, “経済調度の最近の進歩に関するレビュー,” in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 5, no. 4, pp. 1248-1259, Nov. 1990, doi: 10.1109/59.99376.
Chen, C., Qu, L., Tseng, M., Li, L., Chen, C., & Lim, M. K. (2022). エネルギー経済負荷調度問題における燃料コストの削減と資源利用率の向上. Journal of Cleaner Production, 364, 132709. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132709.
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