Ushbu tadqiqot shamol, quyosh, karbon tutish tizimiga ega gaz turbinasini, batareya saqlashini, moslashuvchan elektr yuklarini va elektrdan gazga aylantirish uskunalarini birlashtiradigan manba-tarmoq-yuk-saqlash parkini elektr va karbon bozorlarida birgalikda boshqarish uchun ko‘p vaqt masshtabli optimallashtirish modelini ishlab chiqqan. Model kun oldi elektr bozori, kun ichidagi elektr bozori, real vaqt elektr bozori, yordamchi xizmatlar bozori va karbon kvotasi bozorini bitta qaror tuzilmasida birlashtiradi.

Tadqiqotchilar ekspluatatsiyani ketma-ket uch qatlamga ajratgan. Kun oldi bosqichida 24 soatlik reja 1 soatlik vaqt qadamlarida tuziladi; gaz turbinasining yoqish-o‘chirish qarori, elektr energiyasini sotib olish-sotish, zaxira quvvati va ko‘chiriladigan yuklar belgilanadi. Kun ichidagi bosqichda 2 soatlik harakatlanuvchi oyna 15 daqiqalik aniqlik bilan qayta optimallashtiriladi; prognoz og‘ishlari, kamaytiriladigan yuklar va kun ichidagi elektr operatsiyalari tuzatiladi. Real vaqt bosqichida esa 15 daqiqalik harakatlanuvchi oyna 5 daqiqalik qadamlar bilan yechilib, elektr sotib olish-sotish, batareya, karbon tutish tizimi va elektrdan gazga uskunasi muvozanatlash maqsadida sozlanadi.

Asosiy ssenariyda kun oldi umumiy ekspluatatsiya xarajati 88,51×10³ yuan, kun ichidagi xarajat 75,53×10³ yuan va real vaqt xarajati 69,20×10³ yuan deb hisoblangan. Kun oldidan real vaqtga o‘tishda xarajat taxminan %21,82 kamaygan. Bu kamayish vaqt yaqinlashgani sari prognozlarning yangilanishi va ekspluatatsiya qarorlarining qatlamlar bo‘yicha tuzatilishi bilan bog‘langan.

Taqqoslash natijalari yordamchi xizmatlar bozoridan chiqish real vaqt xarajatini %2,89 oshirganini ko‘rsatadi. Karbon bozori olib tashlanganda real vaqt xarajati 69,20×10³ yuandan 95,29×10³ yuanga ko‘tarilgan; o‘sish taxminan %37,70 bo‘lgan. Park faqat kun oldi elektr bozorida qatnashib, kun ichida va real vaqtda tuzatish qilmaganda esa real vaqt xarajati 128,62×10³ yuanga oshgan; asosiy ssenariyga nisbatan taxminan %85,87 ko‘paygan.

Faqat kun oldi rejadan foydalanilgan taqqoslash ssenariysida prognoz og‘ishlarini ichki resurslar bilan bartaraf etib bo‘lmagan; kun ichidagi va real vaqt bosqichlarida shamol-quyosh qisqartirishlari va qondirilmagan yuk paydo bo‘lgan. Real vaqt jadvalida qayta tiklanuvchi energiyani qisqartirish xarajati 21,23×10³ yuan, qondirilmagan yuk xarajati esa 8,28×10³ yuan deb hisoblangan.

Tadqiqot karbon kvotasi elektr ekspluatatsiyasi qarorlari bilan birga o‘zgarishini ham ko‘rsatadi. Asosiy ssenariyda parkning hisoblangan karbon emissiyasi kun oldi bosqichida 79.025,12 kg, kun ichidagi bosqichda 47.959,98 kg va real vaqt bosqichida 52.923,00 kg. Xuddi shu bosqichlarda karbon bozorida sotilishi mumkin deb faraz qilingan ortiqcha kvota mos ravishda 314.232,73 kg, 319.658,11 kg va 312.130,01 kg.

Ushbu natijalar haqiqiy sanoat parkidan emas, tadqiqotchilar yaratgan raqamli misoldan olingan. Model park ichidagi barcha komponentlarni bitta quvvat muvozanati atrofida muvofiqlashtiradi; biroq elektr tarmog‘ining kuchlanishi, liniya quvvati, quvvat yo‘qotishlari va xavfsizlik chegaralarini batafsil yechmaydi. Shu sababli tadqiqot iqtisodiy energiya boshqaruvi modelini taqdim etadi, lekin batafsil taqsimlash tarmog‘i tasdig‘ini bermaydi.

Turkiya nuqtai nazaridan mumkin bo‘lgan ahamiyati

Tadqiqotda Turkiyaga tegishli elektr narxi, karbon narxi, sanoat yuki, shamol-quyosh ishlab chiqarishi yoki bozor qoidasi ishlatilmagan. Shunga qaramay, kun oldi rejalashtirish, kun ichidagi og‘ishni tuzatish va real vaqt muvozanatlashni bir xil energiya boshqaruv tizimida birlashtirish uslubiy jihatdan uyushgan sanoat zonalari, energiya intensiv obyektlar, kampuslar, portlar va aralash ishlab chiqarish-saqlash inshootlariga moslashtirilishi mumkin.

Turkiyaga ko‘chirish uchun tadqiqotdagi Xitoyga xos bepul karbon kvotasi, karbon narxi, tarmoqdan sotib olingan elektrning emissiya koeffitsiyenti, yordamchi xizmatlar to‘lov tuzilmasi va uzatish-taqsimlash to‘lovlarini to‘liq o‘zgartirish kerak. Bundan tashqari, mahalliy tarmoqqa ulanish quvvati, transformator va liniya chegaralari, ishlab chiqarish litsenziyalari, saqlash qoidalari, bozor ishtiroki shartlari va real obyekt o‘lchovlari modelga qo‘shilishi lozim.

Tadqiqotdagi 69,20×10³ yuan xarajat, %21,82 pasayish yoki yuzlab tonnalik kvota savdosi Turkiyadagi biror sanoat parki uchun kutiladigan natija emas. Bular faqat tadqiqotchilar yaratgan tizim, narx qatorlari, bepul kvota mexanizmi va uskuna quvvatlari ostida olingan simulyatsiya natijalaridir.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Katta miqdorda shamol va quyosh ishlab chiqarishi ishlatiladigan energiya parklarida ishlab chiqarish va iste’mol doim bir yo‘nalishda o‘zgarmaydi. Quyosh ishlab chiqarishi kun o‘rtasida oshganda elektr talabi kechki soatlarda cho‘qqiga chiqishi mumkin. Shamol ishlab chiqarishi prognozdan yuqori yoki past bo‘lishi mumkin. Elektr narxi ham kun oldi rejalashtirilgandan keyin kun ichidagi va real vaqt bozorlarida o‘zgarishi mumkin.

Agar tizim faqat kun oldi prognoziga ko‘ra ishlatilsa, keyingi soatlarda paydo bo‘ladigan og‘ishlar qimmat elektr xaridi, qayta tiklanuvchi energiyani qisqartirish yoki yukning qondirilmasligi bilan tugashi mumkin. Batareya, moslashuvchan yuk, gaz turbinası va P2G kabi resurslarning turli javob vaqtlariga ega bo‘lishi ham bir vaqt masshtabli optimallashtirishni yetarli bo‘lmasligi mumkin.

Ikkinchi muammo shuki, elektr operatsiyalari va karbon operatsiyalari ko‘p modellarda alohida olib boriladi. Holbuki tarmoqdan elektr sotib olish, gaz turbinasini ishlatish, karbon tutishning energiya iste’moli va qayta tiklanuvchi ishlab chiqarishdan foydalanish parkning sof karbon pozitsiyasini o‘zgartiradi. Karbon kvotasining narxi ham elektr ishlab chiqarish va xarid qarorlarining iqtisodiy tartibini o‘zgartirishi mumkin.

Tadqiqotchilar bu ikki muammoni birlashtirib quyidagi savolga javob izlagan: Elektr va karbon bozorlari umumiy xarajat funksiyasida, turli uskunalarning javob tezligiga mos kun oldi–kun ichidagi–real vaqt qatlamlari bilan boshqarilganda parkning xarajati, karbon pozitsiyasi va ekspluatatsion moslashuvchanligi qanday o‘zgaradi?

Manba-tarmoq-yuk-saqlash parkining tuzilishi

Tadqiqotning 6-sahifasidagi 2-rasm parkning energiya va axborot aloqalarini ko‘rsatadi. Parkning asosiy komponentlari quyidagilar:

Park elektr bozorida narx qabul qiluvchi deb qabul qilingan. Boshqacha aytganda, parkning o‘z operatsiyalari bozor narxini o‘zgartirmaydi. Model prognoz qilingan elektr va karbon narxlariga qarab ishlab chiqarish, iste’mol, elektr sotib olish-sotish, zaxira quvvati va karbon kvotasi miqdorini tanlaydi.

Elektr va karbon operatsiyalari qanday bog‘lanadi?

Tadqiqotning 4-sahifasidagi 1-rasm ikki turdagi bog‘lanishni ko‘rsatadi. Birinchi bog‘lanish elektr va karbon qarorlarining birgalikda berilishidir. An’anaviy ketma-ket usulda avval elektr operatsiyalari yakunlanadi, keyin ushbu operatsiyalar hosil qilgan emissiya asosida karbon kvotasi hisoblanadi. Taklif etilgan usulda esa elektr sotib olish-sotish va karbon kvotasi qarori bir-biriga o‘zaro ta’sir qiladi.

Ikkinchi bog‘lanish vaqt masshtablari o‘rtasida. Elektr bozori kun oldidan soatlik, kun ichida 15 daqiqalik va real vaqtda 5 daqiqalik qarorlar ishlab chiqaradi. Tadqiqotda karbon narxi o‘zgartirilmasdan xuddi shu vaqt bo‘laklariga ajratiladi. Shunday qilib, har bir elektr qarori oralig‘ida mos karbon xarajati ham maqsad funksiyasiga qo‘shiladi.

Bu yondashuv bir xil karbon narxini yanada nozik vaqt bo‘laklarida ishlatish demakdir. Shu sababli yuqori chastotali real karbon narxi prognoz qilinmaydi; elektr dasturining karbon ta’siri tez-tez qayta hisoblanadi.

Uch vaqt masshtabi qanday ishlaydi?

Kun oldidan belgilangan ayrim qarorlar keyingi bosqichlarga o‘zgarmas ma’lumot sifatida uzatiladi. Gaz turbinasining yoqish-o‘chirish holati kun ichida va real vaqtda o‘zgartirilmaydi; faqat uning quvvati va karbon tutish uskunasining ishlash darajasi yanada nozik tarzda sozlanadi.

Kun ichidagi model har 15 daqiqada oldinga surilib, keyingi 2 soat qayta hisoblanadi. Real vaqt modeli esa har 5 daqiqada oldinga surilib, oldidagi 15 daqiqani yechadi. Bu tuzilma model bashoratli boshqaruv yondashuvining energiya bozori ilovasidir.

Shamol va quyosh ishlab chiqarishi

Shamol va fotovoltaik ishlab chiqarish prognoz qilingan mavjud quvvatdan oshmaydigan tarzda cheklangan:

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

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

\(P_t^{wt}\) va \(P_t^{pv}\) tegishli vaqt bo‘lagidagi ishlab chiqarishni, \(P_0\) o‘rnatilgan quvvatni, \(\theta_{\max}\) esa prognoz yoki mavjudlikka bog‘liq maksimal ishlab chiqarish nisbatini ko‘rsatadi.

Misol parkda shamol o‘rnatilgan quvvati 50 MW, fotovoltaik o‘rnatilgan quvvat 26,60 MW. 5–7-rasmlarda vaqt masshtabi qisqargani sari ishlab chiqarish va yuk prognozlari ko‘proq tebranuvchi va batafsil tus olishi ko‘rinadi.

Karbon tutishli gaz turbinası

Gaz turbinasining sof elektr chiqishi yalpi ishlab chiqarishdan karbon tutish tizimining elektr iste’molini ayirish orqali hisoblangan:

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

Karbon tutish uskunasining iste’moli doimiy iste’mol bilan tutilgan karbon dioksid miqdoriga bog‘liq o‘zgaruvchan iste’mol yig‘indisidir. Tizim shuningdek tutun gazining qancha qismi tutish uskunasidan o‘tkazilishini belgilaydigan ajratish nisbatiga ega.

Gaz turbinasidan to‘g‘ridan-to‘g‘ri atmosferaga qoladigan sof emissiya:

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

ko‘rinishida modellashtirilgan. \(\beta^{cc}\) tutish samaradorligini, \(\theta_t^{cc}\) tutishga yo‘naltirilgan tutun gazi nisbatini va \(\delta_{CO_2}^{gt}\) gaz turbinasining emissiya koeffitsiyentini ko‘rsatadi.

Misolda gaz turbinasining nominal quvvati 17,81 MW, karbon tutish uskunasining nominal iste’mol quvvati 1,61 MW, tutish samaradorligi %90 va tutun gazini ajratish nisbati %15–%85 oralig‘ida.

Moslashuvchan yuk modeli

Yuk uch sinfga bo‘lingan. Asosiy yuk vaqt bo‘yicha o‘zgartirilmaydi. Ko‘chiriladigan yuk jami kunlik energiya saqlangan holda past narxli soatlarga ko‘chiriladi. Kamaytiriladigan yuk esa foydalanuvchiga to‘lov evaziga vaqtincha kamaytiriladi.

Umumiy yuk:

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

ko‘rinishida berilgan. Bu yerda \(P_t^{cl}\) asosiy, \(P_t^{sl}\) ko‘chiriladigan va \(P_t^{rl}\) kamaytiriladigan yukni ko‘rsatadi.

Ko‘chiriladigan yuk kun oldi narx signali bilan boshqariladi. Tadqiqotda yukni ichkariga ko‘chirish mumkin bo‘lgan soatlar 00.00–08.00, tashqariga ko‘chirish mumkin bo‘lgan soatlar esa 10.00–12.00 va 17.00–22.00 deb belgilangan.

Kamaytiriladigan yuk uchun foydalanuvchi to‘lovi:

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

ko‘rinishida. \(\alpha^e=0{,}8\) rag‘bat koeffitsiyentidir. Maksimal yuk 50 MW, ko‘chiriladigan yuk nisbati chegarasi %60 va kamaytiriladigan yuk nisbati chegarasi %50.

Energiya saqlash modeli

Batareyaning energiya balansi tadqiqotda quyidagicha berilgan:

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

Batareya bir vaqtning o‘zida zaryad va razryad qilmaydi, energiya darajasi pastki va yuqori chegaralar orasida saqlanadi va kun oxiridagi energiya boshlang‘ich qiymatga tenglashtiriladi.

Misol batareyaning quvvati 15,32 MW, energiya sig‘imi 30,64 MWh, razryad samaradorligi %90 va to‘liq zaryad-razryad muddati 2 soat. Alohida zaryad samaradorligi berilmagani sabab tenglama zaryad jarayonini yo‘qotishsiz deb qabul qilayotgandek ko‘rinadi.

Elektrdan gazga aylantirish

Qayta tiklanuvchi ishlab chiqarish ortiqcha bo‘lganda P2G uskunasi elektr iste’mol qilib gaz ishlab chiqaradi:

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

Modelda ishlab chiqarilgan vodorod karbon tutish tizimidan keladigan karbon dioksid bilan reaksiyaga kirishib metanga aylantiriladi. Misol P2G quvvati 1,63 MW va aylantirish koeffitsiyenti 0,15 m³/kWh.

Model metan ishlab chiqarish uchun modda balansini o‘z ichiga olsa-da, vodorodning oraliq saqlanishi, elektrolizator ishga tushish vaqti, siqish energiyasi va qisman yukdagi samaradorlik o‘zgarishi mavjud emas.

Karbon savdosi xarajati

Kun oldi karbon operatsiyasi quyidagi tuzilma bilan hisoblangan:

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

Birinchi qavs tarmoqdan sotib olingan elektr va gaz turbinasidan kelib chiqadigan emissiyani, ikkinchi qavs esa park yuki va P2G iste’moli asosida ajratilgan bepul kvotani ifodalaydi. Sof qiymat musbat bo‘lsa kvota sotib olish xarajati, manfiy bo‘lsa ortiqcha kvotani sotish daromadi hosil bo‘ladi.

Tadqiqotda tarmoqdan sotib olingan elektrning emissiya koeffitsiyenti 0,531 kg/kWh, bepul kvota koeffitsiyenti 0,428 kg/kWh ishlatilgan. Karbon kvotasi qanday taqsimlanishiga oid ushbu tuzilma misol modelning asosiy farazlaridan biridir.

Parkning quvvat muvozanati

Kun oldi quvvat muvozanati barcha ishlab chiqarish va kirishlarning barcha iste’mol va chiqishlarga tenglashtirilishiga asoslanadi:

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

Bu tenglama parkning umumiy energiya muvozanatini ta’minlaydi. Biroq elektr oqimi park ichida qaysi liniyalardan o‘tishini, kuchlanishlar qabul qilinadigan diapazonda qolishini yoki ulanish nuqtasidagi qisqa tutashuv va termik chegaralarni ko‘rsatmaydi.

Kun oldi maqsad funksiyasi

Kun oldi xarajati quyidagi bandlar yig‘indisidan iborat:

• Shamol, quyosh, gaz turbinası, karbon tutish, batareya va P2G texnik xizmat xarajatlari
• Gaz turbinasini yoqish-o‘chirish xarajatlari
• Kun oldi elektr sotib olish-sotish xarajati
• Tabiiy gaz sotib olish xarajati
• Karbon kvotasi xarajati yoki daromadi
• Yordamchi xizmatlardan olinadigan yuqoriga va pastga zaxira daromadi

Elektr sotib olishda faqat bozor narxi emas, 0,14 yuan/kWh uzatish-taqsimlash, davlat fondi va qo‘shimcha to‘lov ham qo‘llangan.

Kun ichidagi va real vaqt maqsad funksiyalari

Kun ichidagi bosqichda gaz turbinasining yoqish-o‘chirish qarori va yordamchi xizmat taklifi kun oldidan ko‘chirilgani sabab qayta belgilanmaydi. Ushbu bosqichga kun ichidagi elektr farq operatsiyalari va kamaytiriladigan yuk rag‘batlari qo‘shiladi.

Real vaqt bosqichida elektr sotib olish-sotish hisobi kun oldi va kun ichidagi dasturlardan og‘ishni o‘z ichiga oladi. Batareya, karbon tutish energiya iste’moli va P2G quvvati 5 daqiqalik qadamlar bilan ishlatilib yakuniy muvozanat o‘rnatiladi.

Misol tizim parametrlari

Taqqoslash ssenariylari

Kun oldi natijalari

Kun oldi asosiy ssenariyda park yuki shamol, quyosh, gaz turbinası va bozor xaridi bilan qondirilgan. Elektr narxi past bo‘lgan soatlarda bozor xaridi qilingan; 18.00–22.00 oralig‘idagi yuqori narx davrida karbon tutishli gaz turbinası ishga tushirilgan va batareya razryad qilingan. Ayrim soatlarda elektr bozoriga sotuv amalga oshirilgan.

Manfiy yordamchi xizmat va karbon xarajatlari daromadni anglatadi. Asosiy ssenariyda park 393.257,85 kg bepul kvota olgani, 79.025,12 kg kvotani o‘z emissiyasini muvozanatlash uchun ishlatgani va qolgan 314.232,73 kg kvotani sotgani hisoblangan.

Kun ichidagi natijalar

Kun ichidagi bosqichda 15 daqiqalik yangi prognozlar ishlatilgan, kamaytiriladigan yuklar ishga tushirilgan va kun ichidagi elektr operatsiyalari bilan og‘ishlar tuzatilgan. Elektr sotib olish-sotish bandi −11,75×10³ yuan bilan sof daromadga aylangan.

Asosiy ssenariyda kun ichidagi bepul kvota 367.618,09 kg, ichki muvozanatlashda ishlatilgan kvota 47.959,98 kg va sotilgan kvota 319.658,11 kg.

Faqat kun oldi rejasi ishlatilgan Taqqoslash 3 da kun ichidagi bozor tuzatishi amalga oshirilmagani sabab ayrim davrlarda qayta tiklanuvchi ishlab chiqarish qisqartirilgan va ayrim davrlarda yuk yo‘qotilishi yuzaga kelgan. Umumiy xarajat 121,77×10³ yuanga ko‘tarilgan.

Real vaqt natijalari

Real vaqt bosqichida 5 daqiqalik qadamlar bilan batareya, P2G va karbon tutish iste’moli sozlangan. 16-rasm batareya past narxli davrlarda zaryad, yuqori narxli davrlarda razryad qilinganini ko‘rsatadi.

Real vaqt asosiy ssenariyda bepul kvota 365.053,01 kg, ichki muvozanatlashda ishlatilgan miqdor 52.923,00 kg va bozorda sotilishi mumkin bo‘lgan ortiqcha kvota 312.130,01 kg deb hisoblangan.

Xarajatlarni taqqoslash

Jadvaldagi qiymatlar 10³ yuan birligida. Eng katta iqtisodiy yomonlashuv kun ichidagi va real vaqt elektr bozorlari olib tashlangan ssenariyda kuzatilgan. Bunga sabab faqat qimmat elektr emas, balki qayta tiklanuvchi energiya qisqartirilishi va qondirilmagan yuk jarimalari.

%21,82 xarajat pasayishi qanday hisoblangan?

Tadqiqot xulosasidagi nisbat quyidagi hisobga asoslangan:

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

Bu taqqoslash asosiy ssenariyning kun oldi reja xarajati bilan ayni ssenariyning real vaqtda yangilangan xarajati o‘rtasida. Shu sababli nisbat “ko‘p vaqt masshtabli model boshqa modeldan %21,82 arzon” deb talqin qilinmasligi kerak. To‘g‘riroq ifoda shuki, reja yanada dolzarb prognozlar va nozikroq sozlash bilan qayta yechilganda hisoblangan kunlik xarajat kun oldi prognoziga nisbatan %21,82 kamaygan.

Karbon bozorining ta’siri

Karbon bozori olib tashlanganda asosiy ssenariyning manfiy karbon xarajati, ya’ni kvota sotish daromadi yo‘qolgan. Shu bilan birga ishlab chiqarish va elektr xarid qilish tartibi o‘zgargan, park tarmoqdan olinadigan elektrga ko‘proq qaram bo‘lib qolgan.

Real vaqt xarajatining 69,20 dan 95,29×10³ yuanga ko‘tarilishining muhim qismi 21,61×10³ yuanlik karbon daromadining yo‘qolishidan kelib chiqadi. Shu sababli tadqiqot karbon bozorini faqat emissiya cheklovi emas, balki muhim daromad bandi bo‘lgan misol sifatida quradi.

Biroq park har uch bosqichda ham yuzlab tonna ortiqcha kvotaga ega bo‘lishi karbon savdosining iqtisodiy ustunligini katta darajada bepul kvota taqsimotiga bog‘laydi. Pastroq kvota yoki boshqacha karbon narxida natija qanday o‘zgarishi o‘rganilmagan.

Yordamchi xizmatlarning ta’siri

Yordamchi xizmatlar olib tashlanganda xarajat o‘sishi nisbatan cheklangan. Real vaqtda xarajat 69,20 dan 71,20×10³ yuanga ko‘tarilib, farq %2,89 bo‘lgan.

Yordamchi xizmat daromadining bevosita qiymati kichik bo‘lsa-da, gaz turbinasining sozlanadigan quvvatni zaxirada ushlash qarorini o‘zgartirgani uchun elektr sotib olish-sotish va tabiiy gaz xarajatlariga bilvosita ta’sir qilgan.

Ko‘p vaqt masshtabli elektr bozorining ta’siri

Taqqoslash 3 kun oldi dasturi keyingi bosqichlarda o‘zgartirilmaydigan holatni ifodalaydi. Prognoz xatolari kun ichidagi va real vaqt elektr operatsiyalari bilan tuzatilmagani sabab faqat ichki moslashuvchan resurslar yetarli bo‘lmagan.

Kun ichidagi bosqichda jami xarajat 121,77×10³, real vaqtda 128,62×10³ yuanga oshgan. Real vaqt natijasida qayta tiklanuvchi qisqartirish xarajati 21,23×10³ yuan, qondirilmagan yuk xarajati 8,28×10³ yuan.

Bu natija modelning eng kuchli topilmasidir: prognoz qilingan shamol, quyosh va yuk qiymatlari o‘zgarib turganda savdo rejasini faqat bir kun oldin qotirib qo‘yish yuqori qayta tiklanuvchi ishlab chiqarishga ega parkda jiddiy muvozanatlash muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.

Rasmlarning ilmiy xabari

Tadqiqotning kuchli tomonlari

• Elektr va karbon operatsiyalari bitta optimallashtirish tuzilmasida birlashtirilgan.
• Kun oldi, kun ichidagi va real vaqt qarorlari aniq ajratilgan.
• Uskunalarning turli javob vaqtlaridan kelib chiqib boshqaruv qatlamlariga taqsimlangan.
• Shamol, quyosh, gaz turbinası, karbon tutish, batareya, P2G va talabga javob bir modelda joy olgan.
• Yordamchi xizmatlar, karbon bozori va ko‘p bosqichli elektr bozorlarining ta’siri alohida taqqoslashlar bilan o‘rganilgan.
• Karbon kvotasi keyin hisoblanadigan indikator sifatida emas, bevosita iqtisodiy qaror o‘zgaruvchisi sifatida ishlatilgan.
• YALMIP va Gurobi asosidagi qatlamli yechim jarayoni tushuntirilgan.
• Kun ichidagi va real vaqt bosqichlarida harakatlanuvchi oyna optimallashtirish qo‘llangan.
• Qayta tiklanuvchi qisqartirish va qondirilmagan yuk uchun alohida jarima xarajatlari belgilangan.
• Tadqiqot batafsil xarajat komponentlari va karbon kvotasi oqimlarini ulashgan.

Tadqiqotning cheklovlari

• Tadqiqot ekspert taqrizidan o‘tmagan preprintdir.
• Haqiqiy sanoat parki o‘lchovlari ishlatilmagan.
• Prognoz ma’lumotlarini yaratish parametrlari tushuntirilmagan.
• Stoxastik yoki mustahkam optimallashtirish o‘rniga bitta prognoz yo‘li yechilgan.
• Modelning yechim vaqti va optimallik bo‘shlig‘i berilmagan.
• Elektr tarmog‘i fizik quvvat oqimi bilan modellashtirilmagan.
• Kuchlanish, liniya toki, transformator quvvati, yo‘qotish va xavfsizlik cheklovlari mavjud emas.
• Batareya zaryad samaradorligi va sikl qarishi ochiq tarzda modellashtirilmagan.
• Karbon tutish va P2G tizimlari doimiy koeffitsiyentlar bilan soddalashtirilgan.
• Karbon narxi vaqt bo‘yicha o‘zgaradigan yuqori chastotali bozor modellashtirilmagan.
• Bepul kvota va karbon narxi uchun sezgirlik tahlili mavjud emas.
• Yukka javobning ishlab chiqarish, qulaylik yoki sanoat jarayoniga ta’siri baholanmagan.
• Tabiiy gaz infratuzilmasi va metan saqlash quvvati batafsil modellashtirilmagan.
• Elektr va karbon bozorlarida narx belgilovchi strategik xatti-harakat yo‘q.
• Xarajat jadvallarini tushuntirgan ayrim jumlalar jadval qiymatlarining teskarisini aytadi.
• Model parametrlarining muhim qismi Xitoyga xos.
• Manba kodi va YALMIP model fayllari ulashilmagan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Qatlamli qayta optimallashtirish tanlangan misolda kun oldi prognoz xarajatini real vaqtda kamaytirgan.
• Kun ichidagi va real vaqt elektr bozorlari prognoz og‘ishlarini tuzatishda hal qiluvchi rol o‘ynagan.
• Faqat kun oldi dasturiga bog‘lanib qolish qayta tiklanuvchi energiya qisqartirilishi va yuk yo‘qotilishiga olib kelgan.
• Karbon bozori tanlangan bepul kvota tuzilmasi ostida muhim daromad yaratgan.
• Yordamchi xizmat daromadi umumiy xarajatga cheklangan, ammo ijobiy ta’sir ko‘rsatgan.
• Batareya nozikroq vaqt masshtabida narx va muvozanat o‘zgarishlariga javob bergan.
• Karbon tutish iste’molining real vaqtda sozlanishi sof gaz turbinası quvvatini o‘zgartirgan.
• Yukning avval ko‘chirilishi, keyin kamaytirilishi ko‘p qatlamli talabga javobni ta’minlagan.
• Asosiy ssenariy real vaqt bosqichida taqqoslangan barcha ssenariylardan pastroq xarajat hosil qilgan.

Tadqiqot isbotlamaydigan natijalar

• Model haqiqiy energiya parkida %21,82 tejash kafolatini bermaydi.
• Karbon bozorida qatnashish barcha bozor tuzilmalarida xarajatni %37,70 kamaytiradi deb aytib bo‘lmaydi.
• Bepul karbon kvotasi har bir mamlakat yoki har bir sanoat parkida ayni shaklda taqsimlanmaydi.
• Model tarmoqning kuchlanish va liniya xavfsizligini tasdiqlamaydi.
• P2G tizimining iqtisodiy yoki texnik jihatdan foydali ekanini mustaqil ko‘rsatmagan.
• Karbon tutish tizimining haqiqiy ish samaradorligi va uzoq muddatli xarajati tajribaviy tasdiqlanmagan.
• Batareyaning modeldagi ishlash usuli sikl umriga ta’sir qilmasligi ko‘rsatilmagan.
• Normal taqsimot bilan yaratilgan prognoz ma’lumotlari haqiqiy shamol, quyosh va yuk xatolarini ifodalaydi deb isbotlanmagan.
• Natijalarni Turkiya elektr va karbon bozorlariga bevosita ko‘chirib bo‘lmaydi.
• Model hozirgi holida dala foydalanishiga tayyor tijoriy energiya boshqaruv tizimi emas.

Tadqiqotning Usuli va Natijalari

Raqamli ish oqimi

1. Elektr va karbon bozorlarining qaror va vaqt masshtabi bog‘lanishi belgilangan.
2. Shamol, fotovoltaik, gaz turbinası va karbon tutish modellari qurilgan.
3. Tarmoqdan elektr sotib olish-sotish chegaralari belgilangan.
4. Asosiy, ko‘chiriladigan va kamaytiriladigan yuk modellari yaratilgan.
5. Batareya energiya balansi va zaryad-razryad chegaralari qo‘shilgan.
6. P2G metan ishlab chiqarishi va karbon modda balansi modellashtirilgan.
7. Kun oldi bosqichi 24 soat va 1 soatlik aniqlikda yechilgan.
8. Kun oldi qarorlarining kerakli qismi kun ichidagi modelga o‘zgarmas kirish sifatida uzatilgan.
9. Kun ichidagi model 2 soatlik oyna va 15 daqiqalik qadamlar bilan harakatlanuvchi tarzda yechilgan.
10. Kun ichidagi qarorlarning kerakli qismi real vaqt modeliga uzatilgan.
11. Real vaqt modeli 15 daqiqalik oyna va 5 daqiqalik qadamlar bilan yechilgan.
12. To‘rtta bozor ishtiroki ssenariysi taqqoslangan.
13. Har bosqichda elektr ekspluatatsiyasi, xarajat komponentlari va karbon kvotasi oqimlari hisoblangan.

Yechim vositalari

Bosqichlar orasidagi xarajat o‘zgarishi

Karbon natijalarining bosqichlararo o‘zgarishi

Kun ichidagi emissiya kun oldi qiymatidan taxminan %39,31 past. Real vaqt emissiyasi kun oldi qiymatidan taxminan %33,03 past, kun ichidagi qiymatdan esa yuqori. Bu tebranish karbon natijasi har bosqichdagi elektr xaridi, gaz turbinası ishlab chiqarishi va yuk qarorlari bilan qayta hisoblanishini ko‘rsatadi.

Taqqoslash ssenariylarining texnik talqini

Yordamchi xizmatlar bozorini olib tashlash: Gaz turbinası zaxira quvvati daromadini ololmagani uchun ekspluatatsiya strategiyasi ehtiyotkorroq bo‘lgan; bozor elektr operatsiyalari gaz turbinasining moslashuvchanlik qiymatining bir qismini o‘z zimmasiga olgan. Xarajat ta’siri cheklangan.

Karbon bozorini olib tashlash: Ortiqcha karbon kvotasini sotish daromadi yo‘qolgan, iqtisodiy tartib qisqa muddatli elektr narxlariga ko‘proq bog‘liq bo‘lgan. Tarmoqdan elektr xaridi ortgan, karbon tutishli ishlab chiqarish esa zaiflashgan.

Kun ichidagi va real vaqt elektr bozorlarini olib tashlash: Prognoz xatolarini faqat batareya, yuk va ichki ishlab chiqarish resurslari bilan qoplashga urinish bo‘lgan. Bu moslashuvchanlik yetarli bo‘lmagan; qayta tiklanuvchi qisqartirish ham, qondirilmagan yuk ham yuzaga kelgan.

Umumiy ilmiy baholash

Tadqiqotning asosiy ilmiy hissasi turli tezlikda ishlaydigan energiya resurslarini ayni paytda optimallashtirishga urinish o‘rniga qarorlarni vaqt qatlamlariga ajratishidir. Gaz turbinasining yoqish-o‘chirish qarori kabi sekin o‘zgaruvchilar kun oldidan, kamaytiriladigan yuk va ishlab chiqarish og‘ishlari kun ichida, batareya va karbon tutish iste’moli kabi tez o‘zgaruvchilar real vaqtda boshqariladi.

Ushbu qatlamli tuzilma modelga prognoz aniqligi bilan oldinga qarab rejalashtirish o‘rtasida muvozanat o‘rnatish imkonini beradi. Kun oldi reja kelajakni qamrab oladi, biroq xato ulushi yuqori qoladi; real vaqt reja aniqroq ma’lumotdan foydalanadi, lekin faqat qisqa ufqni ko‘radi.

Tadqiqotning iqtisodiy natijalari karbon kvotasi sotish daromadi va ko‘p bosqichli elektr savdosi misol tizimda katta qiymat yaratganini ko‘rsatadi. Biroq natijalar kattaligi tanlangan bepul kvota va narx tuzilmasiga bog‘liq.

Shu sababli tadqiqot aniq bozor dizayni tavsiyasidan ko‘ra, turli bozorlar va turli vaqt masshtablarini bitta optimallashtirish tizimiga qanday bog‘lash mumkinligini ko‘rsatuvchi matematik misol sifatida baholanishi kerak.

Manba va Usul Haqida Izoh

Tadqiqotning to‘liq asl nomi: A Multi-time Scale Operation Optimization Model for Source-Grid-Load-Storage Considering Coupling of Electricity and Carbon Trading

Mualliflar va tartibi: Xinyue Dong; Xudong Li; Qingbo Tan; Zhuning Wang; Zhongfu Tan.

Teng birinchi muallif: Tadqiqotda teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.

Mas’ul muallif: Xudong Li. Tadqiqotda 1169771877@qq.com aloqa manzili berilgan. SSRN qaydi ham Xudong Lini aloqa muallifi sifatida ko‘rsatadi.

Muallif-muassasa mosliklari:

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

Muassasa metadata izohi: SSRN qaydida Xudong Lining muassasasi berilmagan. Beijing Huairou Lab aloqasi tadqiqotdagi muallif-muassasa qatoridan olingan.

DOI: 10.2139/ssrn.6935080

Manba turi: Matematik ekspluatatsiya optimallashtirish va misol simulyatsiyasini o‘z ichiga olgan preprint tadqiqot maqolasi.

Nashr platformasi: SSRN.

Nashr sanasi: SSRN qaydiga ko‘ra 13 Iyun 2026.

Sahifa soni: 38.

Jurnal: Tadqiqotda ekspert taqrizidan o‘tgan jurnal nomi yoki qabul qilingan jurnal versiyasi ko‘rsatilmagan.

Nashriyot: Alohida yakuniy jurnal nashriyoti mavjud emas; tadqiqot SSRNda dastlabki tadqiqot versiyasi sifatida e’lon qilingan.

Ekspert taqrizi holati: Tadqiqot ekspert taqrizidan o‘tmagan. Har sahifada “Preprint not peer reviewed” ogohlantirishi mavjud.

Rasmiy qayd:SSRN rasmiy qayd sahifasi

DOI havolasi:10.2139/ssrn.6935080

Moliyalashtirish: Tadqiqot Xitoy Milliy Ijtimoiy Fanlar Fondining 25CJL064 raqamli “Global Karbon Neytralligi Kontekstida Xitoy Elektr Sanoatining Hamkorlikdagi Karbonni Kamaytirish Mexanizmi” loyihasi tomonidan qo‘llab-quvvatlangan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar tijoriy yoki aloqaviy manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Etik tasdiq: Qo‘llanilmasligi ko‘rsatilgan.

Muallif hissalari:

• Xinyue Dong: Konseptuallashtirish va dastlabki qoralama.
• Xudong Li: Usul va konseptuallashtirish.
• Qingbo Tan: Ma’lumotlarni tartibga solish.
• Zhuning Wang: Ko‘rib chiqish va tahrirlash.
• Zhongfu Tan: Ko‘rib chiqish va tahrirlash.

Ma’lumot va kod mavjudligi: Prognoz ma’lumotlarini yaratgan skriptlar, YALMIP modeli, Gurobi konfiguratsiyasi yoki ochiq ma’lumot ombori havolasi tadqiqotda berilmagan.

Ushbu turkcha mazmun yuklangan 38 sahifalik tadqiqotning matni, tenglamalari, jadvallari, tizim sxemalari, bozor oqimlari, karbon kvotasi diagrammalari va ekspluatatsiya grafiklari ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Ilmiy usul, model parametrlari va natijalar faqat tadqiqotda taqdim etilgan ma’lumotlarga asoslangan. Tashqi manbalar faqat DOI, SSRN qayd sanasi, aloqa muallifi va institutsional identifikatsiyani bibliografik tasdiqlash uchun ishlatilgan.

Tadqiqotda xarajat jadvallaridan keyin yozilgan ayrim izohlar jadval qiymatlarining teskarisini ifodalaydi. Shuningdek %21,82 nisbati taklif etilgan usul bilan mustaqil asosiy usul o‘rtasidagi tajribaviy farq emas; ayni ssenariyning kun oldi va real vaqt hisoblari o‘rtasidagi farqdir. Ushbu nomuvofiqliklar va talqin chegaralari jim tuzatilmagan, mazmunda ochiq ko‘rsatilgan.