Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Power generation expansion planning with energy storage system considering renewable energy generation profile, full-year hourly power balance, regional constraints and power plant response to load change
Year (A.D.)
2022
Document Type
Thesis
First Advisor
กุลยศ อุดมวงศ์เสรี
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Electrical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาเอก
Degree Discipline
วิศวกรรมไฟฟ้า
DOI
10.58837/CHULA.THE.2022.1117
Abstract
การวางแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้านั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ระบบผลิตไฟฟ้าที่มีความพร้อมจ่าย มีเสถียรภาพและความเชื่อถือได้เพียงพอที่จะรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าในอนาคตได้ เพื่อให้ได้ระบบไฟฟ้าที่สามารถทำได้จริง ผู้วางแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้าจึงต้องมีเครื่องมือช่วยในการวางแผนที่สามารถพิจารณาถึงเงื่อนไขต่างๆ ทั้งทางเศรษฐศาสตร์ ทางเทคนิค ทางสิ่งแวดล้อม และเงื่อนไขที่สนใจอื่นๆ เช่น เงื่อนไขบังคับเชิงพื้นที่ เป็นต้น นอกจากนี้ในปัจจุบันมีแนวโน้มที่ระบบผลิตไฟฟ้าจะพึ่งพาการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนมากขึ้นเพื่อลดผลกระทบที่อาจจะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทำให้เครื่องมือดังกล่าวต้องสามารถวางแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะรองรับความไม่แน่นอนและความผันผวนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ซึ่งการใช้ระบบกักเก็บพลังงานก็เป็นแนวทางหนึ่งที่ใช้เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นดังกล่าว วิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงนำเสนอวิธีการวางแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานโดยคำนึงถึงรูปแบบการผลิตไฟฟ้าของพลังงานหมุนเวียน การสมดุลกำลังไฟฟ้ารายชั่วโมง เงื่อนไขบังคับเชิงพื้นที่ และการตอบสนองของโรงไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงโหลด โดยจะนำเสนอวิธีสร้างแบบจำลองการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เสมือนจริง มีการนำเสนอวิธีการแบ่งระดับความต้องการใช้ไฟฟ้า และเงื่อนไขสมดุลกำลังไฟฟ้าของกำลังผลิตไฟฟ้าและความต้องการใช้ไฟฟ้าในแต่ระดับตามความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโหลดของโรงไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาเงื่อนไขจำเพาะเชิงพื้นที่ในการตัดสินใจเพิ่มโรงไฟฟ้าเพื่อให้มั่นใจว่าโรงไฟฟ้าใหม่จะสามารถสร้างได้จริงตามแผน และท้ายที่สุด วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ยังนำเสนอวิธีวางแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน ซึ่งประกอบไปด้วยแบบจำลองการสั่งการเดินเครื่องโรงไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน การคำนวณดัชนีความเชื่อถือได้ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน และการตัดสินใจขยายขนาดระบบกักเก็บพลังงาน วิธีการที่นำเสนอนี้ถูกทดสอบกับฐานข้อมูลสำหรับจัดทำแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ พ.ศ. 2566-2580 เพื่อจัดทำแผนขยายกำลังผลิตไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
One of the objectives of generation expansion planning is to create a generation system that is sufficient, stable, and reliable to meet future’s electricity demand. To create a feasible plan, system planners should possess a planning tool that considers various conditions such as economic, technical, environmental, and regional constraints. Furthermore, there is a growing reliance on renewable energy sources in generation system to mitigate potential impacts from climate change. Hence, the planning tool should be able to create a plan with enough flexibility to cope with uncertainty and intermittency caused by renewable energy sources. The use of energy storage systems is one of them. This thesis presents a generation expansion planning with energy storage system with consideration of renewable energy generation profile, a full-year hourly power balance, regional constraints, and power plant response to load change. A realistic model for electricity generation from renewable energy sources is introduced. A demand classification method and multiple load level balance constraints are presented to ensure power generation and demand balance at each level, based on the power plant response to load change. Moreover, the regional constraints are considered during the generation expansion decision-making process to ensure their feasibility. Lastly, the thesis outlines a generation expansion planning with energy storage system, that includes a unit commitment model with energy storage system, energy storage system reliability index calculation, and a decision-making process to expand energy storage capacity. The proposed method is tested using data from Thailand’s Power Development Plan 2023-2037 to formulate a generation expansion plan for Thailand.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เดี่ยววิไล, รฐนนท์, "การวางแผนขยายกําลังผลิตไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานโดยคํานึงถึงรูปแบบการผลิตไฟฟ้าของพลังงานหมุนเวียน การสมดุลกําลังไฟฟ้ารายชั่วโมงตลอดทั้งปี เงื่อนไขบังคับเชิงพื้นที่ และการตอบสนองของโรงไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงโหลด" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 10272.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/10272