กลยุทธ์การรวบรวมกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อปฏิบัติการแบบโรงไฟฟ้าเสมือน

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาปฏิบัติการโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant: VPP) เพื่อกำหนดรูปแบบธุรกิจของโรงไฟฟ้าเสมือนที่ตอบสนองต่อตลาดซื้อขายไฟฟ้า (Energy market) โดยการสร้างกลยุทธ์การจัดการรวบรวมกำลังการผลิตไฟฟ้า (Power aggregation) ที่รวบรวมจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar power plant) ซึ่งเป็นพลังงานหมุนเวียนแบบกระจายขนาดตั้งแต่ 10 เมกะวัตต์ ขึ้นไป หรือที่เรียกว่าผู้ผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก (Small Power Producer: SPP) โรงไฟฟ้าเสมือนนั้นจะสร้างกำหนดการเดินเครื่องเพื่อส่งกำลังไฟฟ้าเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า อ้างอิงตามสัญญาในตลาดซื้อขายไฟฟ้าแบบตลาดขายส่ง (Wholesale market) แบ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลังงาน (Energy product) และผลิตภัณฑ์กำลังการผลิตสำรอง (Operating reserve product) โดยมีเป้าหมาย คือ การทำกำไรในการดำเนินธุรกิจของโรงไฟฟ้าเสมือนให้ได้สูงสุดจากการซื้อขายไฟฟ้า นอกจากนี้ คำนึงถึงการควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงกำลังการผลิตไฟฟ้า (Ramp-rate limit) ให้เป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ดูแลระบบโครงข่าย ใช้กระบวนการแก้ปัญหาหาค่าเหมาะที่สุด (Optimization) ด้วยขั้นตอนโปรแกรมเชิงเส้น (Linear programming) เป็นเครื่องมือหลัก ทำให้ทราบกำหนดการกำลังผลิตไฟฟ้า (Power scheduling) ที่เหมาะสมในแต่ละชั่วโมงล่วงหน้า โดยอาศัยราคาซื้อขายพลังงานไฟฟ้าเป็นฐานในการพิจารณา (Price-based unit commitment) ในการศึกษานี้ พิจารณาตลาดซื้อขายไฟฟ้าแบบล่วงหน้า 1 วัน (Day-ahead market) และแบบล่วงหน้า 1 ชั่วโมง (Hour-ahead market) กลยุทธ์ที่นำเสนอนี้จะสร้างมูลค่าทางธุรกิจของโรงไฟฟ้าเสมือน อีกทั้งช่วยควบคุมให้การรวบรวมกำลังผลิตไฟฟ้าแบบกระจายที่จ่ายเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้ามีความน่าเชื่อถือยิ่งขี้น ผลการศึกษาแสดงผลลัพธ์เปรียบเทียบดัชนีสมรรถนะเชิงรายได้ ในช่วงการทดสอบ 10 วัน กรณีศึกษาโรงไฟฟ้าเสมือนที่รวบรวมกำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จริงจาก 6 โรงไฟฟ้า สามารถเพิ่มมูลค่าของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ในรูปของการทำรายได้ให้กับธุรกิจโดยรวมคิดเป็นอัตราร้อยละ 1.28 และค่าสัมประสิทธิ์ความผันแปรของรายได้โดยรวมดีขึ้นร้อยละ 8.66 (เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีโรงไฟฟ้าจริงทั้ง 6 โรงไฟฟ้า แยกดำเนินการแบบรายโรง) จากนั้น สร้างกลยุทธ์การแบ่งสัดส่วนราคาไฟฟ้าให้กับสมาชิก และการกำหนดค่าความปลอดภัยของความสามารถในการจ่ายไฟฟ้าเข้าสู่ระบบจากข้อมูลการพยากรณ์ ด้วยการวิเคราะห์ความไว นอกจากนี้ นำเสนอกลยุทธ์การเพิ่มกำไรในการดำเนินธุรกิจของโรงไฟฟ้าเสมือนด้วยการกำหนดขนาดแบตเตอรี่เสมือน เพื่อใช้ในการแลกเปลี่ยนพลังงานกับโครงข่ายไฟฟ้าตามกลไกด้านราคาที่เปลี่ยนแปลงแบบรายชั่วโมง ซึ่งผลการทดสอบสามารถเพิ่มผลกำไรให้แก่โรงไฟฟ้าเสมือนได้สูงสุดร้อยละ 1.86 ที่ขนาดความจุของแบตเตอรี่เสมือนที่ร้อยละ 30 ของพิกัดกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าเสมือน