Problem dyspozycji ekonomicznej: Co to jest? (Bezpieczeństwo & MOE)

Czym jest dyspozycja ekonomiczna?

Dyspozycja ekonomiczna (znana również jako dyspozycja ładunku ekonomicznego lub kolejność zasług) to proces online, który przydziela generację między dostępnymi generatorami w celu spełnienia popytu na obciążenie, co pomaga zminimalizować całkowity koszt generacji.

Dyspozycja ekonomiczna określa skuteczne i niezawodne metody działania obiektów produkcyjnych, uwzględniając ograniczenia operacyjne systemów produkcyjnych i transmisyjnych, w celu obsługi konsumentów.

Dyspozycja ekonomiczna określa optymalną wydajność wielu obiektów produkcyjnych energii elektrycznej. Przyczynia się do spełnienia obciążenia systemowego przy najniższym możliwym koszcie, podlegając ograniczeniom transmisyjnym i operacyjnym.

Generatorzy o najniższych kosztach krańcowych powinny być używane jako pierwsze, aby dostarczyć obciążenie kosztowo efektywnie. Koszt krańcowy systemu powinien być określony przez koszt krańcowy ostatniego generatora pod obciążeniem. Jest to cena dodania jednego dodatkowego MWh energii do sieci.

Ta metoda planowania generacji, nazywana dyspozycją ekonomiczną, obniża cenę produkcji energii elektrycznej. Tradycyjne podejście do dyspozycji ekonomicznej zostało stworzone do sterowania jednostkami produkcyjnymi spalających paliwa kopalne.

Problem dyspozycji ekonomicznej jest rozwiązywany za pomocą specjalistycznego oprogramowania komputerowego. To oprogramowanie powinno spełniać operacyjne i systemowe ograniczenia dostępnych zasobów oraz powiązanych możliwości transmisyjnych.

W dyspozycji ekonomicznej rzeczywista i reaktywna moc generatora zmienia się w określonych granicach i spełnia wymagania obciążeniowe, zużywając mniej paliwa. Dlatego połączenie systemu energetycznego umożliwia podłączenie wielu elektrowni równolegle do obsługi obciążenia systemowego. Staje się konieczne, aby jednostki elektrowni działały bardziej efektywnie w systemie sieciowym.

System energetyczny rozwija się bardzo szybko. Połączenia systemu energetycznego pozwalają na podłączenie wielu elektrowni równolegle, aby spełnić obciążenie systemowe. W systemie sieciowym staje się konieczne, aby jednostki elektrowni działały bardziej efektywnie. Są to koszty ponoszone przez elektrownię w celu wyprodukowania jednego megawatogodziny.

Kolejność zasług różni się od stałych kosztów technologii generacji energii. Elektrownie, które ciągle produkują energię elektryczną za bardzo niskie ceny, są pierwsze, które są wezwane do dostarczenia energii, zgodnie z kolejnością zasług. Następnie dodawane są elektrownie o wyższych kosztach krańcowych, aż do spełnienia popytu.

Dyspozycja ekonomiczna z ograniczeniami bezpieczeństwa (SCED)

Dyspozycja ekonomiczna z ograniczeniami bezpieczeństwa (SCED) to uproszczony problem optymalnego przepływu mocy (OPF). Jest szeroko stosowany w przemyśle energetycznym. Optymalny przepływ mocy to jedno z najważniejszych problemów optymalizacyjnych w branży energetycznej.

OPF ma na celu określenie idealnej ilości energii elektrycznej, którą generatory sieci muszą dostarczyć, aby spełnić określone zapotrzebowanie. Optymalność jest określana przez koszt, jaki każdy generator ponosi w wyniku produkcji tej mocy.

Istnieje kilka głównych metod rozwiązania problemu SCED, takich jak programowanie liniowe (LP), programowanie przepływu sieciowego (NFP), programowanie kwadratowe (QP), nieliniowe wypukłe programowanie przepływu sieciowego (NLCNFP) i algorytm genetyczny (GA).

Skutek kolejności zasług (MOE)

Ceny hurtowe energii elektrycznej zostały obniżone dzięki rozwojowi źródeł odnawialnych, które mają niższe koszty produkcji. Proces określania ceny rynkowej znany jest jako „skutek kolejności zasług”.

Skutek kolejności zasług w rynku tylko energii odnosi się do obniżenia cen energii elektrycznej na giełdzie spowodowanej wzrostem podaży energii odnawialnych. Cena energii elektrycznej jest określana przez „kolejność zasług”.

Kolejność, w której elektrownie dostarczają energię na rynek, z elektrownią, która zawarła najlepszą umowę na początku, ustanawia barierę z najniższymi kosztami operacyjnymi.

Cena rozliczeniowa i objętość rozliczeniowa są określone przez punkt, w którym podaż i popyt na energię elektryczną przecinają się. Ta cena rozliczeniowa będzie płacona wszystkim uczestnikom rynku, którzy obsługują generatory dla sieci. Podobnie wszyscy, którzy kupują energię elektryczną na rynku hurtowym, będą płacić tę samą cenę.

Sekwencja kolejności zasług zmieniła się w wyniku stale spadających kosztów produkcji energii elektrycznej, szczególnie w rozwoju energii odnawialnych, z konwencjonalnymi elektrowniami przesuwającymi się dalej. Z rosnącym wprowadzaniem energii odnawialnych, takich jak fotowoltaika, energia wiatrowa lub biomasa, efekt jest bardzo widoczny.

Podczas okresów szczytowych obciążeń, fluktuujące elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne o kosztach krańcowych bliskich zeru wchodzą na rynek i przesuwają tradycyjne elektrownie w kierunku końca kolejności zasług.

Skutek kolejności zasług (MOE) energii odnawialnych to termin używany w sektorze energetycznym do opisania tego zjawiska. Konwencjonalne elektrownie muszą dostarczać tylko resztowe obciążenie lub pozostałe zapotrzebowanie na energię elektryczną, którego nie mogą spełnić źródła odnawialne.

Bibliografia

1. B. H. Chowdhury and S. Rahman, “Przegląd ostatnich postępów w dziedzinie dyspozycji ekonomicznej,” w IEEE Transactions on Power Systems, tom 5, nr 4, str. 1248-1259, listopad 1990, doi: 10.1109/59.99376.

2. Chen, C., Qu, L., Tseng, M., Li, L., Chen, C., & Lim, M. K. (2022). Redukcja kosztów paliwa i zwiększenie wskaźnika wykorzystania zasobów w problemie dyspozycji ładunku ekonomicznego. Journal of Cleaner Production, 364, 132709. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132709.

3. R. A. Jabr, A. H. Coonick and B. J. Cory, “Algorytm liniowego programowania jednorodnego do problemu dyspozycji ekonomicznej z ograniczeniami bezpieczeństwa,” w IEEE Transactions on Power Systems, tom 15, nr 3, str. 930-936, sierpień 2000, doi: 10.1109/59.871715.

   Oświadczenie: Szacunek oraz dobre artykuły warto udostępniać, jednak w przypadku naruszenia autorskich praw prosimy o usunięcie.