กลยุทธ์การรวบรวมกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อปฏิบัติการแบบโรงไฟฟ้าเสมือน

สิปปนันท์ บรรณาวิการ

dc.contributor.advisor	แนบบุญ หุนเจริญ
dc.contributor.author	สิปปนันท์ บรรณาวิการ
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2021-09-22T23:39:17Z
dc.date.available	2021-09-22T23:39:17Z
dc.date.issued	2563
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77278
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2563
dc.description.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
dc.description.abstractalternative	This thesis presents strategy of solar power aggregation for Virtual Power Plant (VPP) operation to formulate the VPP business which responds to the energy market. The proposed power aggregation strategy gathers forecasted solar power data from an individual distributed solar power plant, which is rated 10 MW or above, also defined as a Small Power Producer (SPP). VPP operation will provide hourly unit commitment to supply power to the grid with reference to a wholesale market which includes energy product and operating reserve product. The objective function is to maximize the profit of VPP business for energy trading, while complying with the power ramp-rate limits as required by grid codes of the System Operator (SO). The formulated optimization can be solved using Linear Programming (LP) to provide optimal hourly power scheduling in priory, according to the Price-Based Unit Commitment (PBUC), for a day-ahead energy market and an hour-ahead operating reserve market. Therefore, the strategy will create business value for the VPP, at the same time help regulate the aggregated power from distributed energy resources (DER) to the grid to be more reliable. Test results, for the 10-day period, from the case studies with solar power aggregation of 6 actual SPPs show that the total revenue can be increased by 1.28%, and the total revenue coefficient of variation can be improved by 8.66% (compared with those of separate operation of the 6 individual SPPs). Then, the sensitivity analysis was conducted to strategically determine key parameters of the member unit price ratio and the forecasted solar power safety factor. Additionally, it examines how to increase profit of the VPP by suitable sizing of the virtual battery for energy trading in an arbitrage scheme. Test results confirm that profit of the VPP can be improved by 1.86%, when sizing virtual battery at 30% with respect to the VPP power rating.
dc.language.iso	th
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2020.1106
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.subject.classification	Engineering
dc.title	กลยุทธ์การรวบรวมกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อปฏิบัติการแบบโรงไฟฟ้าเสมือน
dc.title.alternative	Strategy of solar power aggregation for virtual power plant operation
dc.type	Thesis
dc.degree.name	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
dc.degree.level	ปริญญาโท
dc.degree.discipline	วิศวกรรมไฟฟ้า
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2020.1106