1. 案例定位

實作練習 7。建立整數規劃,在 7 座外州電廠中決定啟用時數,以最低成本取得至少 500 百萬瓦(Megawatt, MW)。

2. 學習目標

處理區域供電、服務品質、價格穩定度與州別最低占比等加權限制。

3. 案例情境

Oklahoma 電網受威脅時,可啟用鄰近 5 州的 7 座電廠作為備援。原書電廠代碼對應科羅拉多州(Colorado, CO)、新墨西哥州(New Mexico, NM)、堪薩斯州(Kansas, KS)、密蘇里州(Missouri, MO)與阿肯色州(Arkansas, AR)。

4. 開始資料

電廠 成本/小時 MW/小時 最高時數 區域 服務品質 價格穩定度
CO1 6.8 1.0 72 西 6 2
CO2 9.4 1.3 36 西 6.5 7
NM 8.1 1.1 90 西 7 4
KS1 12.2 2.3 24 西 8 6.75
KS2 17.2 2.7 48 東 5 4
MO 16 2.5 60 東 5.75 3.5
AR 13.2 2.1 45 東 7.5 5

5. 分析方法

最小化總成本;總供電 ≥500 MW,西區 ≥150、東區 ≥200;價格穩定度按時數加權平均 ≤3.85;服務品質按 MW 加權平均 ≥6.4;每一州至少占總運轉時數 15%;運轉時數為整數。

6. 計算結果

電廠 最佳運轉時數
CO1 68
CO2 0
NM 54
KS1 24
KS2 27
MO 60
AR 45

總運轉 278 小時;總供電 500 MW;最低成本 3,211;西區 182.6 MW、東區 317.4 MW;平均價格穩定度約 3.802;按 MW 加權的服務品質約 6.4023。

7. 結果分析與管理解讀

模型不是單純選最便宜電廠,州別最低占比、東西區供電與品質門檻會迫使配置分散。

8. AI 提問詞

根據最佳解,找出最接近邊界的限制,並說明若服務品質門檻從 6.4 提高,成本為何可能上升。

9. 思考/假設情境

問題: 若總供電需求提高到 520 MW,原解是否可行?

參考解答: 不可行;原解恰為 500 MW,必須重新求解。