การพัฒนาแบบจำลองต้นทุนของระบบผลิตพลังงานร่วม

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อเสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของต้นทุนของระบบผลิตพลังงานร่วมซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas Turbine Generator: GTG) และหน่วยผลิตไอน้ำ (Heat Recovery Steam Generator: HRSG) ซึ่งพิจารณาจากราคาของเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าและไอน้ำ และประสิทธิภาพของหน่วยผลิต รวมไปถึงการพิจารณาการจัดสรรนำเข้าไฟฟ้าจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ที่มีรูปแบบการคิดราคาค่าไฟฟ้าแบบใช้งานตามช่วงเวลา (Time of use rate: TOU) รูปแบบปัญหานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้เกิดต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าน้อยที่สุด และการนำเข้าไฟฟ้า เป็นไปอย่างเหมาะสม ซึ่งพิจารณาในรูปแบบของค่าพลังงานความร้อนในหน่วยเมกกะวัตต์-ชั่วโมง โดยการสร้างสมการความสัมพันธ์จากข้อมูลตัวแทนที่เก็บย้อนหลังซึ่งนำมาคัดกรองด้วยวิธี Box plot จากนั้นอาศัยหลักการสมดุลพลังงานและความสัมพันธ์เชิงเส้นถดถอยระหว่างพลังงานที่เข้าและออกของแต่ละหน่วยผลิต มากำหนดเป็นสมการวัตถุประสงค์ รูปแบบปัญหานี้ใช้โปรแกรม Solver ใน MS Excel 2010 ในการแก้ปัญหา โดยกำหนดเงื่อนไขเป็นขีดจำกัดการผลิตของแต่ละหน่วย และเงื่อนไขการนำเข้าไฟฟ้าแบบ TOU หลังจากทำการวิเคราะห์และตรวจสอบเปรียบเทียบผลจากแบบจำลองกับผลจริงด้วยวิธี Two-Sample T-Test สามารถสรุปได้ว่าแบบจำลองช่วยกำหนดการใช้เชื้อเพลิงและจัดสรรภาระให้กับหน่วยผลิตแต่ละหน่วยตามประสิทธิภาพ โดยหน่วยที่มีประสิทธิภาพมากกว่าจะถูกจัดสรรภาระมากกว่า และนำผลลัพธ์ไปเปรียบเทียบกับการดำเนินการจริง 3 กรณี คือ หน่วยผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยปกติ, เฉลี่ยสูงสุด และเฉลี่ยต่ำสุด ประกอบกับการนำเข้าไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสม ทำให้ต้นทุนในการผลิตพลังงานร่วมลดลงโดยเฉพาะผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยปกติ คิดเป็นต้นทุนที่ประหยัดสูงสุดได้ร้อยละ 19.25, 12.29 และ 16.47 ตามลำดับ