Tác động của tính lồi đối với quy hoạch mở rộng trong thị trường điện năng thấp carbon

Top - Tập 30 Số 3 - Trang 574-593 - 2022
Sonja Wogrin1,2, Diego A. Tejada-Arango3, Stefanos Delikaraoglou4, Alberto J. Lamadrid5, Audun Botterud4
1IIT, Universidad Pontificia Comillas, Madrid, Spain
2Institute of Electricity Economics and Energy Innovation (IEE), Graz University of Technology, Graz, Austria
3Energy Management Consulting, AFRY &, Universidad Pontificia Comillas, Madrid, Spain
4Laboratory for Information and Decision Systems (LIDS), Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA
5Lehigh University, Bethlehem, Palestine

Tóm tắt

Tóm tắtCác mô hình quy hoạch mở rộng là công cụ thường được sử dụng để phân tích quá trình chuyển đổi sang hệ thống điện carbon trung tính. Các mô hình này cung cấp các ước tính cho sự kết hợp công nghệ tối ưu và quyết định vận hành tối ưu, nhưng chúng cũng thường được sử dụng để xác định giá cả và sau đó tính toán lợi nhuận. Bài báo này phân tích tác động của các giả định mô hình đối với tính lồi trong các kết quả hệ thống điện và, đặc biệt, đối với việc thu hồi chi phí đầu tư. Thông qua một nghiên cứu điển hình, chúng tôi nhận thấy rằng mặc dù có sự cân bằng lâu dài cho các nhà sản xuất dưới các mô hình lồi, việc giới thiệu các ràng buộc thực tế, chẳng hạn như tính không lồi/tính rời rạc của các khoản đầu tư, nhu cầu không co giãn hoặc các ràng buộc cam kết đơn vị, dẫn đến những thách thức về khả năng sinh lợi. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng việc chỉ xem xét chi phí biên ngắn hạn trong việc làm sạch thị trường có thể tạo ra một vấn đề thiếu tiền nghiêm trọng do sự thiếu hụt thị trường và hiện tượng suy thoái lặp đôi trong một hệ thống hoàn toàn tái tạo.

Từ khóa

#quy hoạch mở rộng #hệ thống điện carbon trung tính #tính lồi #chi phí đầu tư #thị trường điện năng

Tài liệu tham khảo

Biden Jr JR (2021) Executive Order on Catalyzing Clean Energy Industries and Jobs Through Federal Sustainability. https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/12/08/executive-order-oncatalyzing-clean-energy-industries-and-jobs-through-federal-sustainability/

Bothwell C, Hobbs B.F (2017) Crediting wind and solar renewables in electricity capacity markets: the effects of alternative definitions upon market efficiency. The Energy Journal 38(KAPSARC Special Issue)

Bushnell JB, Mansur ET, Saravia C (2008) Vertical arrangements, market structure, and competition: An analysis of restructured US electricity markets. American Economic Review 98(1):237–66

Dagoumas AS, Koltsaklis NE (2019) Review of models for integrating renewable energy in the generation expansion planning. Applied Energy 242:1573–1587

European Commission: The European Green Deal (2019). https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1576150542719&uri=COM%3A2019%3A640%3AFIN

European Commission: ’Fit for 55’: delivering the EU’s 2030 climate target on the way to climate neutrality (2021). https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52021DC0550

Gerres T, Ávila J.P.C, Martínez F.M, Abbad M.R, Arín, R.C, Miralles Á.S (2019) Rethinking the electricity market design: Remuneration mechanisms to reach high res shares. results from a spanish case study. Energy Policy 129, 1320–1330

Gonzalez-Romero IC, Wogrin S, Gómez T (2020) Review on generation and transmission expansion co-planning models under a market environment. IET Generation, Transmission & Distribution 14(6):931–944

Hansen K, Breyer C, Lund H (2019) Status and perspectives on 100% renewable energy systems. Energy 175:471–480

Hemmati R, Hooshmand RA, Khodabakhshian A (2013) Comprehensive review of generation and transmission expansion planning. IET Generation, Transmission & Distribution 7(9):955–964

Koltsaklis NE, Dagoumas AS (2018) State-of-the-art generation expansion planning: A review. Applied energy 230:563–589

Korpås M, Botterud A (2020) Optimality conditions and cost recovery in electricity markets with variable renewable energy and energy storage. Tech. rep., MIT CEEPR, working paper 2020-005

Kuang X, Lamadrid AJ, Zuluaga LF (2019) Pricing in non-convex markets with quadratic deliverability costs. Energy Economics 80:123–131

Levin T, Kwon J, Botterud A (2019) The long-term impacts of carbon and variable renewable energy policies on electricity markets. Energy Policy 131:53–71

Liberopoulos G, Andrianesis P (2016) Critical review of pricing schemes in markets with non-convex costs. Operations Research 64(1):17–31

Mays J, Morton DP, O’Neill RP (2021) Investment effects of pricing schemes for non-convex markets. European Journal of Operational Research 289(2):712–726

Mertens T, Bruninx K, Duerinck J, Delarue E (2021) Capacity credit of storage in long-term planning models and capacity markets. Electric Power Systems Research 194:107070

Palmintier BS, Webster MD (2015) Impact of operational flexibility on electricity generation planning with renewable and carbon targets. IEEE Transactions on Sustainable Energy 7(2):672–684

Rodilla P (2010) Regulatory tools to enhance security of supply at the generation level in electricity markets. Ph.D. thesis, Comillas Pontifical University

Ruiz C, Conejo AJ, Gabriel SA (2012) Pricing non-convexities in an electricity pool. IEEE Transactions on Power Systems 27(3):1334–1342

Sioshansi R, O’Neill R, Oren SS (2008) Economic consequences of alternative solution methods for centralized unit commitment in day-ahead electricity markets. IEEE Transactions on Power Systems 23(2):344–352

Wogrin S, Tejada-Arango D, Delikaraoglou S, Botterud A (2020) Assessing the impact of inertia and reactive power constraints in generation expansion planning. Applied Energy 280:115925

Wogrin S, Tejada-Arango D, Gaugl R, Klatzer T, Bachhiesl U (2022) LEGO: The open-source Low-carbon Expansion Generation Optimization model. SoftwareX (submitted)

Thông tin
Thông tin xuất bản

Top

Tập 30 Số 3

574-593

Thông tin tác giả