Bu tədqiqat; külək, günəş, qarbon tutmalı qaz turbini, batareya saxlama, esnek elektrik yükleri və elektrikdən qaza çevrilmə ekipmanlarını bir araya getiren mənbə-şəbəkə-yük-saxlama parkının elektrik və qarbon bazarlarında birlikte işletilmesi üçün çox zaman ölçəkli bir optimizasiya modeli geliştirmiştir. Model, gün öncəsi elektrik bazarı, gün içi elektrik bazarı, real zamanlı elektrik bazarı, yan xidmətlər bazarı və qarbon kvotası piyasasını eyni qarar strukturunda birləşdirməktedir.

Tədqiqatçılar işletmeyi üç ardıcıl qata ayırmıştır. Gün öncəsi aşamada 24 saatlik plan 1 saatlik zaman addımlarıyla oluşturulmakta; qaz turbininin açma-kapama qararı, elektrik alqı-satqistilik, yedek tutum və sürüşdürülə bilən yükler belirlenmektedir. Gün içi aşamada 2 saatlik hərəkətli pəncərə 15 dəqiqəlık ayırdetməle yeniden optimallaşdırmaq edilmekte; proqnoz sapmaları, azaldıla bilən yükler və gün içi elektrik işlemleri düzeltilmektedir. Real zamanlı aşamada isə 15 dəqiqəlık hərəkətli pəncərə 5 dəqiqəlık adımlarla çözülerek elektrik alqı-satqistilik, batareya, qarbon tutma dumantemi və elektrikdən qaza ekipmanı denge amacıyla ayarlanmaktadır.

Temel senaryoda gün öncəsi ümumi işletmə maliyyəti 88,51×10³ yuan, gün içi maliyet 75,53×10³ yuan və real zamanlı maliyet 69,20×10³ yuan kimi hesablanmışdır. Gün öncəsinden gerçek zamana geçişte maliyet təxminən %21,82 azalmışdır. Bu azalma, proqnozlerin zaman yaklaştıkça güncellenmesi və işletme qararlarının qatlar hâlinde düzeltilmesiyle ilişgiləndirilmiştir.

Karşılaştırma nəticələri, yan xidmətlər bazarından çegilmenin real zamanlı maliyeti %2,89 artırdığını göstərir. Karbon piyasası kaldırıldığında real zamanlı maliyet 69,20×10³ yuandan 95,29×10³ yuana çıkmış; artış təxminən %37,70 olmuştur. Park yalnızca gün öncəsi elektrik bazarına katılıp gün içi və real zamanlı düzeltme yapmadığında isə real zamanlı maliyet 128,62×10³ yuana yükselmiş; təməl senaryoya görə təxminən %85,87 artmışdır.

Yalnızca gün öncəsi planın kullanıldığı müqayisə senaryosunda proqnoz sapmaları iç mənbəlarla gideriləmemiş; gün içi və real zamanlı aşamalarda külək-günəş kistilikntistilik ilə qarşılanmayan yük yaranmışdır. Real zamanlı cədvəlda yenilənebilir enerji kistilikntı maliyeti 21,23×10³ yuan, qarşılanmayan yük maliyeti isə 8,28×10³ yuan kimi hesablanmışdır.

Tədqiqat həmçinin qarbon kvotasının elektrik işletme qararlarıyla birlikte değiştiğini göstərir. Temel senaryoda parkın hesaplanan qarbon emissiyası gün öncəsi aşamada 79.025,12 kg, gün içi aşamada 47.959,98 kg və real zamanlı aşamada 52.923,00 kg’dır. Aynı aşamalarda qarbon bazarında satılabildiği varsayılan artıq kvota ardıcıllıqsıyla 314.232,73 kg, 319.658,11 kg və 312.130,01 kg’dır.

Bu nəticələr gerçek bir sənaye parkından değil, tədqiqatçıların oluşturduğu sayısal nümunəten əldə edilmişdir. Model, park üçündeki bütün komponentləri tek bir güc balansı etrafında koordine etmekte; lakin elektrik şəbəkəsinin gərginlik, xətt tutumu, güç kaybı və təhlükəsizlik sərhədlərinı ayrıntılı biçimde çözmemektedir. Buna görə tədqiqat, ekonomik enerji yönetimi modeli sunmakta; ayrıntılı dşəbəkəıtım şəbəkəsi doğrulaması sunmamaktadır.

Türkiyə baxımından olası əhəmiyyəti

Tədqiqatda Türkiyə’ye ait elektrik qiyməti, qarbon qiyməti, sənaye yükü, külək-günəş istehsali və ya piyasa kuralı kullanılmamıştır. Buna rşəbəkəmen gün öncəsi planlama, gün içi sapma düzeltmesi və real zamanlı dengelemenin eyni enerji yönetim dumanteminde birleştirilmesi; mütəşəkgil sənaye zonaları, enerji yoğun tedumanler, kampusler, limanlar və qarma istehsal-saxlama tedumanleri üçün metodoloji kimi uyarlanabilir niteliktedir.

Türkiyə’ye aktarım üçün tədqiqatdaki Çin’e özgü serbest qarbon kvotası, qarbon qiyməti, şəbəkəden satın alınan elektriğin emisyon katsayistilik, yan hizmet ödeme strukturu və ötürmə-paylama ücretlerinin tamamen değiştirilmesi lazımdır. Bunun yanında yerli şəbəkə qoşulma tutumu, transformator və hat sınırları, istehsal lisənziyaları, saxlama kuralları, piyasa katılım şərtlərı və gerçek teduman ölçmələri modele eklenmelidir.

Tədqiqatdaki 69,20×10³ yuan maliyet, %21,82 düşüş və ya yüzlerce tonluk kvota satışı Türkiyədəki herhangi bir sənaye parkı üçün beklenen nəticə değildir. Bunlar yalnızca tədqiqatçıların kurduğu dumantem, fiyat diziləri, pulsuz kvota mekanizması və ekipman tutumleri altında əldə edilən benzetim çıktılarıdır.

Araşdırmanın təməl problemi nedir?

Yüksek miqdarda külək və günəş istehsalinin kullanıldığı enerji parklarında istehsal ilə tüketim müddətkli kimi eyni yönde değişmez. Güneş istehsali gün ortasında yükselirken elektrik talebi akşam saatlerinde zirve yapabilir. Rüzgâr istehsali proqnoz ediləndən yüksək və ya düşük gerçekleşebilir. Elektrik fiyatı da gün öncəsi planlandıktan sonra gün içi və real zamanlı piyasalarda değişebilir.

Bu dumantem yalnızca gün öncəsi proqnoze görə işletilirse ilərleyen saatlerde yaranan sapmalar ya pahalı elektrik alımıyla ya bərpa olunan enerji məhdudlaşdırmasıyla ya da yükün qarşılanamamasıyla nəticəlanabilir. Batareya, çevik yük, qaz turbini və P2G gibi mənbəların fərqli tepki müddətlerine sahip olması da tek zaman miqyaslı bir optimallaşdırmau yetersiz bırakabilir.

İkinci problem, elektrik işlemleriyle qarbon işlemlerinin çoğu modelde ayrı yürütülmesidir. Oysa şəbəkəden elektrik satın alınması, qaz turbininin çalıştırılması, qarbon tutmanın enerji istehlaxın və yenilənebilir istehsalin kullanılması parkın net qarbon pozisyonunu değiştirmektedir. Karbon kvotasının fiyatı da elektrik istehsal və alım qararlarının ekonomik ardıcıllıqlamasını etgiləyebilir.

Tədqiqatçılar bu iki problemi birleştirerek şu sualya yanıt aramıştır: Elektrik və qarbon piyasaları ortak bir maliyet funksiyasında, fərqli ekipmanların tepki sürətlarına uygun gün öncəsi–gün içi–real zamanlı qatlarla yönetildiğinde parkın maliyeti, qarbon pozisyonu və işletme esnekliği nasıl değişir?

Qaynaq-şəbəkə-yük-saxlama parkının strukturu

Tədqiqatın 6. sayfasındaki Şegil 2, parkın enerji və bilgi keçidlarını göstərir. Parkın təməl komponentləri şunlardır:

Park elektrik bazarında bir qiymət alan kimi kabul edilmiştir. Başka bir ifadeyle parkın kendi işlemleri bazar qiymətinı değiştirmemektedir. Model, proqnoz edilən elektrik və qarbon fiyatlarına baqarak istehsal, tüketim, elektrik alqı-satqistilik, yedek tutum və qarbon kvotası miqdarını seçmektedir.

Elektrik və qarbon işlemleri nasıl bşəbəkəlanmaktadır?

Tədqiqatın 4. sayfasındaki Şegil 1 iki tür keçidyı göstərir. Birinci keçid, elektrik və qarbon qararlarının birlikte məlumatlmesidir. Geleneksel ardıcıllıqlı üsulde əvvəl elektrik işlemleri tamamlanmakta, ardından bu işlemlerin oluşturduğu emissiya üzərindən qarbon kvotası hesaplanmaktadır. Önerilən üsulde isə elektrik alqı-satqistilik və qarbon kvotası qararı birbirini qarşılıklı kimi etgiləmektedir.

İkinci keçid zaman miqyasleri arasındadır. Elektrik piyasası gün öncəsinde saatlik, gün üçünde 15 dəqiqəlık və real zamanda 5 dəqiqəlık qararlar üretməktedir. Tədqiqatda qarbon qiyməti değiştirilmeden eyni zaman dilimlerine ayrılmaktadır. Böylece her elektrik qarar aralığında qarşılık gelen qarbon maliyeti də məqsəd funksiyasına eklenmektedir.

Bu yaklpeyəndm, eyni qarbon qiymətinın daha ince zaman dilimlerinde kullanılması anlamına gelmektedir. Buna görə yüksek tezliklı gerçek qarbon qiyməti proqnoz edilmemekte; elektrik programının qarbon etkisi daha sık yeniden hesaplanmaktadır.

Üç zaman ölçəyi nasıl tədqiqatktadır?

Gün öncəsinde belirlenen bazı qararlar sonraxın aşamalara sabit məlumat kimi aktarılmaktadır. Gaz türbininin açma-kapama durumu gün üçünde və real zamanda değiştiriləmemekte; yalnızca gücü və qarbon tutma donanımının tədqiqat nisbəti daha ince biçimde ayarlanmaktadır.

Gün içi model her 15 dəqiqəda bir ilərletilərek bir sonraxın 2 saat yeniden hesaplanmaktadır. Real zamanlı model isə her 5 dəqiqəda bir ilərletilərek önündeki 15 dəqiqəyı çözmektedir. Bu struktur model proqnozlu idarəetmə yaklpeyəndmının enerji piyasası tətbiqsıdır.

Rüzgâr və günəş istehsali

Rüzgâr və fotovoltaik istehsal, proqnoz edilən kullanılabilir gücün üzərində olmayacak biçimde sınırlandırılmıştır:

\[ 0\leq P_t^{wt}\leq \theta_{\max}^{wt}P_0^{wt} \]

\[ 0\leq P_t^{pv}\leq \theta_{\max}^{pv}P_0^{pv} \]

\(P_t^{wt}\) və \(P_t^{pv}\) ilgili zaman dilimindeki istehsali, \(P_0\) kurulu gücü, \(\theta_{\max}\) isə proqnoze və ya kullanılabilirliğe bşəbəkəlı maksimum istehsal nisbətinı göstərir.

Örnek parkta külək kurulu gücü 50 MW, fotovoltaik kurulu güç 26,60 MW’dır. Şegil 5–7’də zaman ölçəyi kısaldıkça istehsal və yük proqnozlerinin daha dalğalı və ayrıntılı hâle geldiği görülmektedir.

Karbon yakalamalı qaz turbini

Gaz türbininin net elektrik çıkışı, brüt istehsalden qarbon tutma dumanteminin elektrik tüketiminin çıqarılmasıyla hesablanmışdır:

\[ P_t^{ccgt}=P_t^{gt}-P_t^{cc} \]

Karbon yakalama donanımının tüketimi, sabit tüketim ilə yakalanan qarbondioksit miqdarına bşəbəkəlı değişken tüketimin toplamıdır. Sistem həmçinin baca gazının ne kadarının yakalama donanımından geçiriləceğini belirleyen bir bölme nisbətina sahiptir.

Gaz türbininin birbaşa atmosfere kalan net emissiyaı:

\[ E_{CO_2,t}^{ccgt} = \left(1-\beta^{cc}\theta_t^{cc}\right) \delta_{CO_2}^{gt}P_t^{gt}\Delta t \]

şeklinde modellenmiştir. \(\beta^{cc}\) yakalama səmərəlilikini, \(\theta_t^{cc}\) yakalamaya yönlendirilən baca gazı nisbətinı və \(\delta_{CO_2}^{gt}\) qaz turbininin emissiya əmsalını göstərir.

Örnekte qaz turbininin nominal gücü 17,81 MW, qarbon tutma donanımının nominal tüketim gücü 1,61 MW, yakalama səmərəliliki %90 və baca gazı bölme nisbəti %15–%85 aralığındadır.

Esnek yük modeli

Yük üç sinifa ayrılmışdır. Temel yük zaman texniki xidmətından değiştiriləmemektedir. Kaydırılabilir yük, toplam günlük enerji korunarak düşük fiyatlı saatlere tpeyəndnmaktadır. Azaltılabilir yük isə kullanıcıya ödeme strukturlması qarşılığında geçici kimi düşürülmektedir.

Toplam yük:

\[ P_t^{load}=P_t^{cl}+P_t^{sl}+P_t^{rl} \]

kimi məlumatlmiştir. Burada \(P_t^{cl}\) təməl, \(P_t^{sl}\) kaydırılabilir və \(P_t^{rl}\) azaldıla bilən yükü göstərir.

Kaydırılabilir yükün parası gün öncəsi fiyat siqnaliyle yönetilmektedir. Tədqiqatda yükün içeri alınabiləceği saatler 00.00–08.00, dışarı aktarılabiləceği saatler isə 10.00–12.00 və 17.00–22.00 kimi müəyyən edilmişdir.

Azaltılabilir yükün kullanıcı ödemesi:

\[ C^{rl}=\sum_t \alpha^e\lambda_t^e\Delta P_t^{rl} \]

şeklindedir. \(\alpha^e=0{,}8\) teşvik katsayistilikdır. Maksimum yük 50 MW, sürüşdürülə bilən yük nisbəti sınırı %60 və azaldıla bilən yük nisbəti sınırı %50’dir.

Enerji saxlama modeli

Batareyanın enerji tarazlığı tədqiqatda şu biçimde məlumatlmiştir:

\[ E_t^{es} = E_{t-1}^{es} + P_t^{chr-es}\Delta t - \frac{P_t^{dis-es}\Delta t}{\eta_{dis}} \]

Batareya eyni anda şarj və deşarj edememekte, enerji seviyesi alt və üst sınırlar arasında tutulmakta və gün sonundaki enerji başlanğıc dəyərine eşitlenmektedir.

Örnek batareyanın gücü 15,32 MW, enerji tutumu 30,64 MWh, deşarj səmərəliliki %90 və tam şarj-deşarj müddəti 2 saattir. Ayrı bir şarj səmərəliliki məlumatlmediği üçün tənlik şarj müddətcini itkisız kabul ediyor görünmektedir.

Elektrikdən qaza çevrilmə

Yenilənebilir istehsal fazalası olduğunda P2G ekipmanı elektrik tüketerek gaz üretməktedir:

\[ Q_t^{pg}=\eta_{pg}P_t^{pg} \]

Modelde üretilən hidrogen, qarbon tutma dumanteminden gelen qarbondioksitle reaksiyaye girerek metana dönüştürülmektedir. Örnek P2G gücü 1,63 MW və çevrilmə katsayistilik 0,15 m³/kWh’dır.

Model metan istehsali üçün material balansı içermekle birlikte hidrogen ara saxlaması, elektrolizör başlanğıc müddəti, sıxmalandırma enerjisi və kısmi yük səmərəlilik değişimi bulunmamaktadır.

Karbon ticareti maliyeti

Gün öncəsi qarbon işlemi şu strukturyla hesablanmışdır:

\[ C_{da}^{CO_2} = \sum_t \lambda_t^{CO_2} \left[ \left( \delta_{CO_2}^{grid}P_{da,t}^{b,e} + \frac{E_{da,t}^{ccgt}}{\Delta t} \right) - \delta_{CO_2}^{free} \left( P_{da,t}^{load}+P_{da,t}^{pg} \right) \right]\Delta t \]

İlk parantez şəbəkəden alınan elektrik və qaz turbininden mənbəlanan emissiyaı, ikinci parantez isə park yükü və P2G tüketimi üzərindən tahduman edilən pulsuz kvotayı temsil etmektedir. Net dəyər pozitifse kvota satın alma maliyeti, negatifse artıq kvota satış geliri oluşmaktadır.

Tədqiqatda şəbəkəden satın alınan elektriğin emissiya əmsalı 0,531 kg/kWh, pulsuz kvota katsayistilik 0,428 kg/kWh kimi istifadə edilmişdir. Karbon kvotasının nasıl tahduman edildiğine ilişkin bu struktur nümunə modelin belirleyici varsayımlarındandır.

Parkın güc balansı

Gün öncəsi güc balansı, bütün istehsal və girişlerin bütün tüketim və çıkışlara eşitlenmesine dayanmaktadır:

\[ P_t^{wt}+P_t^{pv}+P_t^{gt}+P_t^{dis-es}+P_t^{buy} = P_t^{load}+P_t^{pg}+P_t^{chr-es}+P_t^{cc}+P_t^{sell} \]

Bu tənlik parkın toplam enerji tarazlığıni sşəbəkəlamaktadır. Lakin elektrik axınşının park üçündeki hangi hatlardan geçtiğini, gərginliklerin kabul ediləbilir aralıkta kalıp kalmadığını və ya keçid noktasındaki kısa devre və termik sınırları göstermemektedir.

Gün öncəsi məqsəd funksiyası

Gün öncəsi maliyet şu kalemlerin toplamından oluşmaktadır:

• Rüzgâr, günəş, qaz turbini, qarbon tutma, batareya və P2G texniki xidmət maliyetleri
• Gaz türbini açma-kapama maliyetleri
• Gün öncəsi elektrik alqı-satqı maliyeti
• Doğal gaz alım maliyeti
• Karbon kvotası maliyeti və ya geliri
• Yan hizmetlerden əldə edilən yuqarı və aşşəbəkəı yedek geliri

Elektrik alımında yalnızca bazar qiyməti değil, 0,14 yuan/kWh ötürmə-paylama, kamu fonu və ek ücret də tətbiq edilmişdir.

Gün içi və real zamanlı amaç fonksionları

Gün içi aşamada qaz turbininin açma-kapama qararı və yan hizmet teklifi gün öncəsinden tpeyəndndığı üçün yeniden belirlenmemektedir. Bu aşamaya gün içi elektrik fark işlemleri və azaldıla bilən yük teşvikleri eklenmektedir.

Real zamanlı aşamada elektrik alqı-satqı hesabı gün öncəsi və gün içi programlardan sapmayı içermektedir. Batareya, qarbon tutma enerji istehlaxın və P2G gücü 5 dəqiqəlık adımlarla istifadə edilərək son denge kurulmaktadır.

Örnek dumantem parametreleri

Karşılaştırma senaryoları

Gün öncəsi nəticələri

Gün öncəsi təməl senaryoda parkın yükü külək, günəş, qaz turbini və bazar alışıyla qarşılanmıştır. Elektrik fiyatının düşük olduğu saatlerde bazar alışı strukturlmış; 18.00–22.00 arasındaki yüksek fiyat dəhəmiyyətinde qarbon tutmalı qaz turbini çalıştırılmış və batareya deşarj edilmiştir. Bazı saatlerde elektrik bazarına satış gerçekleştirilmiştir.

Negatif yan hizmet və qarbon maliyetleri gelir anlamına gelmektedir. Temel senaryoda parkın 393.257,85 kg pulsuz kvota aldığı, 79.025,12 kg kvotayı kendi emissiyaını dengelemek üçün kullandığı və kalan 314.232,73 kg kvotayı sattığı hesablanmışdır.

Gün içi nəticələri

Gün içi aşamada 15 dəqiqəlık yeni proqnozler kullanılmış, azaldıla bilən yükler devreye alınmış və gün içi elektrik işlemleriyle sapmalar düzeltilmiştir. Elektrik alqı-satqı kalemi −11,75×10³ yuan ilə net gelire dönüşmüştür.

Temel senaryoda gün içi pulsuz kvota 367.618,09 kg, iç dengelemede istifadə edilən kvota 47.959,98 kg və satılan kvota 319.658,11 kg’dır.

Yalnızca gün öncəsi planın kullanıldığı müqayisə 3’te gün içi piyasa düzeltmesi strukturlamadığı üçün bazı dəhəmiyyətlerde yenilənebilir istehsal kistilikntistilik və bazı dəhəmiyyətlerde yük itkisi yaranmışdır. Toplam maliyet 121,77×10³ yuana çıkmıştır.

Real zamanlı nəticələri

Real zamanlı aşamada 5 dəqiqəlık adımlarla batareya, P2G və qarbon tutma tüketimi ayarlanmıştır. Şegil 16, batareyanın düşük fiyatlı dəhəmiyyətlerde şarj, yüksek fiyatlı dəhəmiyyətlerde deşarj edildiğini göstərir.

Real zamanlı təməl senaryoda pulsuz kvota 365.053,01 kg, iç dengelemede istifadə edilən miqdar 52.923,00 kg və piyasada satıla bilən artıq kvota 312.130,01 kg kimi hesablanmışdır.

Maliyet müqayisəsı

Tablodaki dəyərler 10³ yuan birimindedir. En böyük ekonomik pozulma, gün içi və real zamanlı elektrik piyasalarının kaldırıldığı senaryoda görülmüştür. Bunun nedeni yalnızca pahalı elektrik değil, bərpa olunan enerji məhdudlaşdırması və qarşılanmayan yük cezalarıdır.

%21,82 maliyet düşüşü nasıl hesablanmışdır?

Tədqiqatın özetindeki nisbət şu hesablamaya dayanmaktadır:

\[ \frac{88{,}51-69{,}20}{88{,}51}\times100 \approx21{,}82\% \]

Bu müqayisə təməl senaryonun gün öncəsi plan maliyeti ilə eyni senaryonun real zamanlı güncellenmiş maliyeti arasındadır. Buna görə nisbət, “çox zaman ölçəkli model başka bir modelden %21,82 daha ucuzdur” şeklinde yorumlanmamalıdır. Daha doğru ifade, planın daha güncel proqnozler və daha ince ayarlarla yeniden çözülmesi sonucunda hesaplanan günlük maliyetin gün öncəsi proqnozune görə %21,82 düşmesidir.

Karbon piyasasının etkisi

Karbon piyasası kaldırıldığında təməl senaryonun negatif qarbon maliyeti, yani kvota satış geliri ortadan kalkmıştır. Aynı zamanda istehsal və elektrik alım ardıcıllıqlaması değişmiş, park şəbəkəden alınan elektriğe daha fazala bşəbəkəımlı hâle gelmiştir.

Real zamanlı maliyetin 69,20’den 95,29×10³ yuana yükselmesinin mühüm bölümü 21,61×10³ yuanlık qarbon gelirinin kaybolmasından mənbəlanmaktadır. Bu nedenle tədqiqat qarbon bazarının yalnızca emisyon kistiliktı değil, mühüm bir gelir kalemi olduğu bir nümunə kurmaktadır.

Lakin parkın her üç aşamada da yüzlerce ton artıq kvotaya sahip olması, qarbon ticarətinin ekonomik üstünlüğünü böyük ölçüde pulsuz kvota tahdumanine bşəbəkəlamaktadır. Daha düşük kvota və ya daha fərqli qarbon qiymətinda sonucun nasıl değişeceği araşdırılmamışdır.

Yan hizmetlerin etkisi

Yan hizmetler kaldırıldığında maliyet artışı görəce məhdud qalmışdır. Gerçek zamanda 69,20’den 71,20×10³ yuana çıkan maliyet farkı %2,89’dur.

Yan hizmet gelirinin birbaşa dəyəri kiçik olsa da qaz turbininin ayarlanabilir tutum tutma qararını değiştirdiği üçün elektrik alqı-satqistilik və təbii qaz maliyyəti üzərində dolayı etgilər yaratmışdır.

Çok zaman miqyaslı elektrik bazarının etkisi

Karşılaştırma 3, gün öncəsi programın sonraxın aşamalarda değiştiriləmediği durumu temsil etmektedir. Tahmin xətaları gün içi və real zamanlı elektrik işlemleriyle düzeltiləmediği üçün yalnızca iç esnek mənbəlar yetərli olmamıştır.

Gün içi aşamada toplam maliyet 121,77×10³, real zamanda 128,62×10³ yuana yüksəlmişdir. Real zamanlı nəticəta yenilənebilir kistilikntı maliyeti 21,23×10³ yuan, qarşılanmayan yük maliyeti 8,28×10³ yuandır.

Bu nəticə, modelin en güclü tapıntısudur: Tahmin edilən külək, günəş və yük dəyərləri değişirken ticaret planını yalnızca bir gün əvvəl sabitlemek, yüksek yenilənebilir istehsalli parkta ciddi dengeleme problemları yarada bilər.

Şegillerin bilimsel mesajı

Tədqiqatın güclü yönleri

• Elektrik və qarbon işlemleri tek optimallaşdırma strukturunda birleştirilmiştir.
• Gün öncəsi, gün içi və real zamanlı qararlar açık biçimde ayrılmışdır.
• Ekipmanların fərqli tepki müddətleri nəzarət qatlarına dşəbəkəıtılmıştır.
• Rüzgâr, günəş, qaz turbini, qarbon tutma, batareya, P2G və tələb reaksiyası eyni modelde yer almaktadır.
• Yan hizmetler, qarbon bazarı və çox aşamalı elektrik piyasalarının etgiləri ayrı müqayisəlarla araşdırılmışdır.
• Karbon kvotası yalnızca sonradan hesaplanan bir göstərici değil, birbaşa ekonomik qərar dəyişəni kimi istifadə edilmişdir.
• YALMIP və Gurobi tabanlı qatlı çözüm müddətci açıklanmıştır.
• Gün içi və real zamanlı aşamalarda hərəkətli pəncərə optimizasiyası tətbiq edilmişdir.
• Yenilənebilir kistilikntı və qarşılanmayan yük üçün ayrı ceza maliyetleri diaqnozmlanmıştır.
• Tədqiqat, ayrıntılı maliyet komponentlərini və qarbon kvotası axınşlarını paylaşmıştır.

Tədqiqatın məhdudlıkları

• Tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş preprintdir.
• Gerçek sənaye parkı ölçməü kullanılmamıştır.
• Tahmin məlumatlarinin istehsal parametreleri açıklanmamıştır.
• Stokastik və ya möhkəm optimizasiya yerine tək proqnoz yolu çözülmüştür.
• Modelin çözüm müddəti və optimallıq boşluğu məlumatlmemiştir.
• Elektrik şəbəkəsi fiziksel güc axınıyla modellenmemiştir.
• Gerilim, hat axınmı, transformator tutumsi, itki və təhlükəsizlik kistiliktları yoktur.
• Batareya şarj səmərəliliki və çevrim yaşlanması açık biçimde modellenmemiştir.
• Karbon yakalama və P2G dumantemleri sabit katsayılarla basitleştirilmiştir.
• Karbon fiyatının zaman üçünde değiştiği yüksek tezliklı piyasa modellenmemiştir.
• Serbest kvota və qarbon qiyməti üçün həssaslıq analizi bulunmamaktadır.
• Yük tepkisinin istehsal, konfor və ya sənaye müddətci üzərindəki etkisi dəyərlendirilmemiştir.
• Doğal gaz altstrukturu və metan saxlama tutumsi ayrıntılı modellenmemiştir.
• Elektrik və qarbon piyasalarında fiyat strukturcı stratejik davranış yoktur.
• Maliyet cədvəllarını açıklayan bazı cümleler cədvəl dəyərlərinin tersini söylemektedir.
• Model parametrelerinin mühüm bölümü Çin’e özgüdür.
• Qaynaq kodu və YALMIP model dosyaları paylpeyəndlmamıştır.

Tədqiqatın desteklediği nəticələr

• Katmanlı yeniden optimallaşdırma, seçilən nümunəte gün öncəsi proqnoz maliyetini real zamanda düşürmüştür.
• Gün içi və real zamanlı elektrik piyasaları proqnoz sapmalarını düzeltmek üçün kritik rol oynamıştır.
• Yalnızca gün öncəsi programa bşəbəkəlı kalınması bərpa olunan enerji məhdudlaşdırması və yük itkisi yaratmışdır.
• Karbon piyasası seçilən pulsuz kvota strukturu altında mühüm gelir sşəbəkəlamıştır.
• Yan hizmet geliri toplam maliyette məhdud lakin olumlu etki göstərmişdir.
• Batareya daha ince zaman ölçəyinde fiyat və denge değişimlerine yanıt vermiştir.
• Karbon yakalama tüketiminin real zamanlı ayarlanması net qaz turbini gücünü değiştirmiştir.
• Yükün əvvəl kaydırılması, ardından azaltılması çox qatlı tələb reaksiyası sşəbəkəlamıştır.
• Temel senaryo real zamanlı aşamada qarşılaştırılan bütün senaryolardan daha düşük maliyet üretmiştir.

Tədqiqatın kanıtlamadığı nəticələr

• Model gerçek bir enerji parkında %21,82 tasarruf garantisi vermemektedir.
• Karbon piyasasına katılımın bütün piyasa tasarımlarında maliyeti %37,70 azaltacşəbəkəı söylerütubətez.
• Ücretsiz qarbon kvotası her ülkede və ya her sənaye parkında eyni biçimde tahduman edilmez.
• Model şəbəkənin gərginlik və hat inamliğini doğrulamamaktadır.
• P2G dumanteminin ekonomik və ya teknik kimi kârlı olduğu bşəbəkəımsız biçimde gösterilmemiştir.
• Karbon yakalama dumanteminin gerçek tədqiqat səmərəliliki və uzun müddətli maliyeti eksperimental kimi təsdiqlənməmişdir.
• Batareyanın modeldeki tədqiqat biçiminin dövr ömrünü etgiləmeyeceği gösterilmemiştir.
• Normal dşəbəkəılımla oluşturulan proqnoz məlumatlarınin gerçek külək, günəş və yük xətalarını temsil ettiği kanıtlanmamıştır.
• Sonuçlar Türkiyə elektrik və qarbon bazarına birbaşa aktarılamaz.
• Model mevcut hâliyle saha istifadəsina hazır kommersiya bir enerji yönetim dumantemi değildir.

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Sayısal iş axınşı

1. Elektrik və qarbon piyasalarının qarar və zaman ölçəyi keçidsı diaqnozmlanmıştır.
2. Rüzgâr, fotovoltaik, qaz turbini və qarbon tutma modelleri kurulmuştur.
3. Şebekeden elektrik alqı-satqı sınırları diaqnozmlanmıştır.
4. Temel, kaydırılabilir və azaldıla bilən yük modelleri yaradılmışdır.
5. Batareya enerji tarazlığı və şarj-deşarj sınırları eklenmiştir.
6. P2G metan istehsali və qarbon material balansı modellenmiştir.
7. Gün öncəsi aşama 24 saat və 1 saatlik ayırdetməle çözülmüştür.
8. Gün öncəsi qararların lazımlı bölümü gün içi modele sabit giriş kimi aktarılmıştır.
9. Gün içi model 2 saatlik pencere və 15 dəqiqəlık adımlarla hareketli kimi çözülmüştür.
10. Gün içi qararların lazımlı bölümü real zamanlı modele aktarılmıştır.
11. Real zamanlı model 15 dəqiqəlık pencere və 5 dəqiqəlık adımlarla çözülmüştür.
12. Dört piyasa katılım senaryosu qarşılaştırılmıştır.
13. Her aşamada elektrik işletmesi, maliyet komponentləri və qarbon kvotası axınşları hesablanmışdır.

Çözüm araçları

Aşamalar arasındaki maliyet değişimi

Karbon nəticələrinın aşamalar arası değişimi

Gün içi emissiya, gün öncəsi dəyərinden təxminən %39,31 daha düşüktür. Real zamanlı emissiya gün öncəsi dəyərinden təxminən %33,03 daha düşük, gün içi dəyərinden isə daha yüksektir. Bu dalğalanma, qarbon sonucunun her aşamadaki elektrik alımı, qaz turbini istehsali və yük qararlarıyla yeniden hesaplandığını göstərir.

Karşılaştırma senaryolarının teknik yorumu

Yan hizmetler piyasasının kaldırılması: Gaz türbini yedek tutum geliri sşəbəkəlayamadığı üçün işletme stratejisi daha muhafazaakâr hâle gelmiş; piyasa elektrik işlemleri qaz turbininin esneklik dəyərinin bir bölümünü üstlenmiştir. Maliyet etkisi məhdud qalmışdır.

Karbon piyasasının kaldırılması: Fazla qarbon kvotasının satış geliri ortadan kalkmış, ekonomik ardıcıllıqlama kısa dəhəmiyyət elektrik fiyatlarına daha fazala bşəbəkəımlı hâle gelmiştir. Şebekeden elektrik alımı artarken qarbon tutmalı istehsal zəiflamıştır.

Gün içi və real zamanlı elektrik piyasalarının kaldırılması: Tahmin xətaları yalnızca batareya, yük və iç istehsal mənbəlarıyla qarşılanmaya çalışılmıştır. Bu esneklik yetersiz kalmış; hem bərpa olunan istehsalın məhdudlaşdırılması hem qarşılanmayan yük meydana gelmiştir.

Genel bilimsel dəyərləndirmə

Tədqiqatın təməl bilimsel töhfəsi, fərqli sürətlarda hareket eden enerji mənbəlarını eyni anda optimallaşdırmaq etmeye tədqiqatk yerine qararları zaman qatlarına ayırmasıdır. Gaz türbininin açma-kapama qararı gibi yavaş değişkenler gün öncəsinde, azaldıla bilən yük və istehsal sapmaları gün üçünde, batareya ilə qarbon tutma tüketimi gibi sürətli değişkenler real zamanda yönetilmektedir.

Bu qatlı struktur, modelin proqnoz doğruluğu ilə iləriye dönük planlama arasındaki dengeyi kurmasını sşəbəkəlamaktadır. Gün öncəsi plan geleceği kapsamakta lakin xəta payı yüksek kalmakta; real zamanlı plan daha doğru bilgi kullanmakta lakin yalnızca kısa bir ufku görmektedir.

Tədqiqatın ekonomik nəticələri, qarbon kvotası satış gelirinin və çox aşamalı elektrik ticaretinin nümunə dumantemde güclü dəyər yarattığını göstərir. Buna qarşın nəticələrin böyüklüğü seçilən pulsuz kvota və fiyat strukturuna bşəbəkəlıdır.

Bu nedenle tədqiqat, kesin piyasa tasarımı önerisinden çox, fərqli piyasaların və fərqli zaman miqyaslerinin tek bir optimallaşdırma dumantemina nasıl bşəbəkəlanabiləceğini gösteren matematiksel bir nümunə kimi dəyərlendirilmelidir.

Mənbə və Metod Qeydi

Tədqiqatın tam özgün adı: A Multi-time Scale Operation Optimization Model for Source-Grid-Load-Storage Considering Coupling of Electricity and Carbon Trading

Yazarlar və ardıcıllıqları: Xinyue Dong; Xudong Li; Qingbo Tan; Zhuning Wang; Zhongfu Tan.

Eş birinci müəllif: Tədqiqatda bərabər töhfə və ya eş birinci müəlliflık beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu müəllif: Xudong Li. Tədqiqatda 1169771877@qq.com ilətişim adresi məlumatlmiştir. SSRN kaydı da Xudong Li’yi əlaqə müəllifi kimi göstərir.

Yazar-qurum eşleşmeleri:

• Xinyue Dong, Zhuning Wang və Zhongfu Tan: School of Economics and Management, North China Electric Power University, Beijing 102206, Çin.
• Xudong Li: Beijing Huairou Lab, Beijing 101400, Çin.
• Qingbo Tan: Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, Çin.

Kurum metadata notu: SSRN kaydında Xudong Li’nin qurumu məlumatlmemiştir. Beijing Huairou Lab keçidsı tədqiqatın müəllif-qurum satırından alınmıştır.

DOI: 10.2139/ssrn.6935080

Qaynaq türü: Matematiksel işletmə optimizasiyası və nümunə benzetim içeren preprint araşdırma makalesi.

Yayın platformau: SSRN.

Yayın tarihi: SSRN kaydına görə 13 Haziran 2026.

Sayfa sayistilik: 38.

Dergi: Hakemli bir jurnal adı və ya kabul edilmiş jurnal sürümü tədqiqatda belirtilmemiştir.

Yayınevi: Ayrı bir son jurnal nəşriyyat bulunmamaktadır; tədqiqat SSRN üzərində erken araşdırma sürümü kimi yayımlanmıştır.

Hakemlik durumu: Tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmişdir. Her sayfada “Preprint not peer reviewed” uyaristilik bulunmaktadır.

Resmî kayıt:SSRN rəsmi kayıt sayfası

DOI keçidsı:10.2139/ssrn.6935080

Finansman: Tədqiqat, Çin Ulusal Sosyal Bilimler Fonu’nun 25CJL064 numaralı “Küresel Karbon Nötrlüğü Bşəbəkəlamında Çin Elektrik Endüstrisinin Ortak Karbon Azaltım Mekanizması” projesi tarafından desteklenmiştir.

Çıqar çatışması: Yazarlar kommersiya və ya ilişkisəl maraqlar toqquşması bulunmadığını beyan etmiştir.

Etik onay: Uygulanabilir olmadığı qeyd edilmişdir.

Yazar töhfəları:

• Xinyue Dong: Kavramsallaştırma və ilk taslak.
• Xudong Li: Yöntem və kavramsallaştırma.
• Qingbo Tan: Veri düzenleme.
• Zhuning Wang: Gözden geçirme və düzenleme.
• Zhongfu Tan: Gözden geçirme və düzenleme.

Veri və kod kullanılabilirliği: Tahmin məlumatlarini üreten betikler, YALMIP modeli, Gurobi strukturlandırması və ya açık məlumat deposu keçidsı tədqiqatda məlumatlmemiştir.

Bu Türkçe içerik, yüklenen 38 sayfalık tədqiqatın metni, tənlikleri, cədvəlları, dumantem şemaları, piyasa axınşları, qarbon kvotası diyagramları və işletme qrafikleri incelenerek hazırlanmışdır. Bilimsel üsul, model parametreleri və nəticələr yalnızca tədqiqatda sunulan bilgiləre dayanmaktadır. Dış mənbəlar yalnızca DOI, SSRN kayıt tarihi, əlaqə müəllifi və qurumsal kimliğin bibliyoqrafik doğrulanması amacıyla istifadə edilmişdir.

Tədqiqatda maliyet cədvəllarından sonra yazılan bazı açıklamalar cədvəl dəyərlərinin tersini ifade etmektedir. Həmçinin %21,82 nisbəti, önerilən üsul ilə bşəbəkəımsız bir təməl üsul arasındaki eksperimental fark değil; eyni senaryonun gün öncəsi və real zamanlı hesapları arasındaki farktır. Bu uyğunsuzluqlar və yorum sınırları sessizce düzeltilmemiş, içerikte açıkça qeyd edilmişdir.