Bài toán điều độ kinh tế: Đó là gì? (An ninh & MOE)

Điều độ kinh tế là gì?

Điều độ kinh tế (còn được gọi là điều độ tải kinh tế hoặc thứ tự ưu tiên) được định nghĩa là một quá trình trực tuyến phân bổ sản lượng điện giữa các nguồn phát điện có sẵn để đáp ứng nhu cầu tải và giúp giảm thiểu tổng chi phí sản xuất.

Điều độ kinh tế đề ra các phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy để vận hành các cơ sở phát điện, xem xét các hạn chế vận hành trên hệ thống sản xuất và truyền tải, nhằm phục vụ người tiêu dùng.

Điều độ kinh tế xác định sản lượng tối ưu của nhiều cơ sở phát điện. Nó góp phần đáp ứng nhu cầu tải của hệ thống với chi phí thấp nhất có thể, tuân thủ các hạn chế về truyền tải và vận hành.

Các nhà máy phát điện có chi phí biên thấp nhất nên được sử dụng đầu tiên để cung cấp tải một cách tiết kiệm. Chi phí biên của hệ thống nên được xác định bởi chi phí biên của nhà máy phát điện cuối cùng dưới tải. Đây là giá của việc thêm một MWh năng lượng vào lưới điện.

Phương pháp lên lịch sản lượng này, được gọi là điều độ kinh tế, giảm giá thành sản xuất điện. Phương pháp điều độ kinh tế truyền thống được tạo ra để kiểm soát các đơn vị phát điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch.

Vấn đề điều độ kinh tế được giải quyết bằng phần mềm máy tính chuyên dụng. Phần mềm này phải đáp ứng các hạn chế vận hành và hệ thống của các nguồn tài nguyên có sẵn và khả năng truyền tải liên quan.

Trong điều độ kinh tế, công suất thực và phản kháng của nhà máy phát điện thay đổi trong giới hạn đã xác định và đáp ứng yêu cầu tải đồng thời sử dụng ít nhiên liệu hơn. Do đó, hệ thống kết nối điện cho phép số lượng nhà máy điện được kết nối song song để phục vụ tải hệ thống. Việc vận hành các đơn vị nhà máy một cách hiệu quả hơn trở nên cần thiết trong hệ thống lưới điện.

Hệ thống điện đang mở rộng nhanh chóng. Các kết nối hệ thống điện cho phép nhiều nhà máy điện kết nối song song để đáp ứng tải hệ thống. Trong hệ thống lưới điện, việc vận hành các đơn vị nhà máy một cách hiệu quả hơn trở nên cần thiết. Đây là chi phí mà một nhà máy điện phải chịu để sản xuất một megawatt giờ.

Thứ tự ưu tiên khác biệt so với chi phí cố định của công nghệ phát điện. Các nhà máy điện liên tục sản xuất điện với giá rất thấp là những nhà máy đầu tiên được gọi để cung cấp điện, theo thứ tự ưu tiên. Sau đó, các nhà máy điện có chi phí biên cao hơn được thêm vào cho đến khi đáp ứng đủ nhu cầu.

Điều độ kinh tế có ràng buộc an toàn (SCED)

Điều độ kinh tế có ràng buộc an toàn (SCED) là một vấn đề tối ưu hóa dòng điện đơn giản. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành điện. Tối ưu hóa dòng điện là một trong những vấn đề tối ưu hóa quan trọng nhất trong ngành năng lượng.

Mục đích của tối ưu hóa dòng điện là xác định số lượng điện lý tưởng mà các nhà máy phát điện trong lưới điện phải cung cấp để đáp ứng một nhu cầu cụ thể. Độ tối ưu được xác định dựa trên chi phí mà mỗi nhà máy phát điện phải chịu để sản xuất điện năng này.

Có nhiều phương pháp chính để giải quyết vấn đề SCED, như lập trình tuyến tính (LP), lập trình mạng luồng (NFP), lập trình bậc hai (QP), lập trình mạng luồng không gian lồi (NLCNFP) và thuật toán di truyền (GA).

Hiệu ứng thứ tự ưu tiên (MOE)

Giá bán buôn điện đã giảm do sự mở rộng của các nguồn năng lượng tái tạo, có chi phí sản xuất thấp hơn. Quá trình xác định giá thị trường được gọi là "hiệu ứng thứ tự ưu tiên."

Hiệu ứng thứ tự ưu tiên trong thị trường chỉ năng lượng là sự giảm giá điện tại sàn giao dịch điện do tăng cung cấp năng lượng tái tạo. Giá điện được xác định bởi "thứ tự ưu tiên."

Thứ tự mà các nhà máy cung cấp năng lượng cho thị trường, với nhà máy có thỏa thuận tốt nhất từ ban đầu đặt chuẩn với chi phí vận hành thấp nhất.

Giá thanh khoản và khối lượng thanh khoản được xác định bởi điểm mà cung và cầu điện gặp nhau. Giá thanh khoản này sẽ được trả cho tất cả các bên tham gia thị trường vận hành các nhà máy phát điện cho lưới điện. Tương tự, mọi người mua điện tại thị trường bán buôn sẽ trả cùng một giá.

Thứ tự ưu tiên đã thay đổi do chi phí sản xuất điện giảm dần, đặc biệt là trong phát triển năng lượng tái tạo, với các nhà máy điện truyền thống bị đẩy xa hơn. Với việc tiếp nhận ngày càng nhiều năng lượng tái tạo như quang điện, gió, hoặc sinh khối, hiệu ứng này rất rõ ràng.

Trong các thời kỳ tải đỉnh, các nhà máy điện gió và quang điện có chi phí biên gần bằng không đang tham gia thị trường và đẩy các nhà máy điện truyền thống về cuối thứ tự ưu tiên.

Hiệu ứng thứ tự ưu tiên (MOE) của năng lượng tái tạo là thuật ngữ được ngành năng lượng sử dụng để mô tả hiện tượng này. Các nhà máy điện truyền thống chỉ cần cung cấp tải dư hoặc nhu cầu điện còn lại mà năng lượng tái tạo không thể đáp ứng.

Tài liệu tham khảo

1. B. H. Chowdhury và S. Rahman, “Một đánh giá về các tiến bộ gần đây trong điều độ kinh tế,” trong IEEE Transactions on Power Systems, vol. 5, no. 4, trang 1248-1259, tháng 11 năm 1990, doi: 10.1109/59.99376.

2. Chen, C., Qu, L., Tseng, M., Li, L., Chen, C., & Lim, M. K. (2022). Giảm chi phí nhiên liệu và tăng tỷ lệ sử dụng tài nguyên trong vấn đề điều độ tải kinh tế. Journal of Cleaner Production, 364, 132709. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132709.

3. R. A. Jabr, A. H. Coonick và B. J. Cory, “Thuật toán lập trình tuyến tính đồng nhất cho vấn đề điều độ kinh tế có ràng buộc an toàn,” trong IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, no. 3, trang 930-936, tháng 8 năm 2000, doi: 10.1109/59.871715.

   Lời tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.