JP5707050B2 - Virtual energy trading system - Google Patents
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Description
本発明は、多種類の電力供給源を有する仮想エネルギー通信事業者により、電力を集中的に管理して効率的に配分することができる仮想エネルギートレードシステムに関する。 The present invention relates to a virtual energy trading system capable of efficiently managing and allocating electric power intensively by a virtual energy communication provider having various types of power supply sources.
従来の電力網は、大規模な発電所からの大容量の電力を家庭などの大量の小口のユーザに電力を配分することを前提としており、各家庭の太陽光発電や小型ガスタービンなどの小規模な発電源の存在を考慮して設計されていなかった。そのため、もともと発電規模が小さい発電源に対して長距離の送電を行ってしまう可能性があり、長距離電送による送電ロスが発生するという問題があった。 Conventional power grids are based on the premise that a large amount of power from a large-scale power plant is distributed to a large number of small users such as households. It was not designed in consideration of the existence of a large power generation source. Therefore, there is a possibility that power transmission over a long distance may be performed to a power generation source with a small power generation scale, and there is a problem that power transmission loss due to long distance power transmission occurs.
また、複数の発電事業者と複数の需要家間で電力を供給するシステムが提案されている(特許文献1、2)。 In addition, systems for supplying power between a plurality of power generation companies and a plurality of consumers have been proposed (Patent Documents 1 and 2).
そこで、本発明は、従来考慮されていなかった電力供給源、電力消費源の性質に基づいて電力分配を行うことにより、電力網全体の送電ロスを最適化し、電力供給源の発電能力を最大限に有効利用することができる仮想エネルギートレードシステムを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention optimizes the transmission loss of the entire power grid and maximizes the power generation capability of the power supply source by performing power distribution based on the nature of the power supply source and power consumption source that have not been considered in the past. The purpose is to provide a virtual energy trading system that can be used effectively.
上記課題を解決するために、本発明の仮想エネルギートレードシステムは、電力網運用業者により管理される送電網と、前記送電網に接続される発電源と、前記送電網に接続される使用源と、前記発電源及び使用源にそれぞれ接続されたスマートメータと、前記スマートメータをコントロールする仮想エネルギー通信事業者(EVNO)とを含む仮想エネルギートレードシステムであって、前記送電網は複数のエリアに分割されており、前記仮想エネルギー通信事業者は、使用源からの電力使用要求を検出する手段と、前記使用源からの電力使用要求に応じて、発電源と前記使用源との距離、発電源の性質及び電力供給能力に基づいて最適な発電源を選択する手段と、該選択された発電源から前記使用源に対する送電要求を前記電力網運用業者に送出する手段とを有し、前記選択する手段は、前記使用源と同じエリア内で発電源を探索し、みつからなかったときは隣接エリアの発電源を探索するものである。
また、前記エリアにはエリア内の電力需給状況を管理するエリアブローカーが設けられており、隣接エリアのエリアブローカーに問い合わせることにより、隣接エリアの発電源を探索するものである。
さらに、前記電力運用業者は、前記仮想エネルギー通信事業者に対して、前記使用源と前記選択された発電源との距離及び送電された電力の量に応じた課金請求を行う手段を有するものである。
さらにまた、複数の仮想エネルギー通信事業者が存在しており、該複数の仮想エネルギー通信事業者間で、電力の取引を行うものである。
さらにまた、複数の仮想エネルギー通信事業者が存在しており、該複数の仮想エネルギー通信事業者間の電力の取引を仲介するためのトレードセンタが設けられているものである。
In order to solve the above problems, a virtual energy trading system of the present invention includes a power transmission network managed by a power network operator, a power generation source connected to the power transmission network, a use source connected to the power transmission network, A virtual energy trading system including a smart meter connected to each of the power generation source and a use source and a virtual energy communication operator (EVNO) that controls the smart meter, wherein the power transmission network is divided into a plurality of areas. and, the virtual energy operators includes means for detecting a power usage request from use sources, depending on the power usage request from the use source, the distance between the power source and the use source, the nature of the power source And means for selecting an optimal power generation source based on the power supply capability, and a transmission request for the use source from the selected power generation source to the power network operator. Have a means for output, said means for selecting is to explore the power source in the same area as the use sources, when not found is to explore the power source of the adjacent areas.
The area is provided with an area broker that manages the power supply / demand situation in the area, and searches for the power generation in the adjacent area by making an inquiry to the area broker in the adjacent area.
Further , the power operator has means for billing the virtual energy communication provider according to the distance between the use source and the selected power generation source and the amount of transmitted power. is there.
Furthermore, there are a plurality of virtual energy telecommunications carriers, and power is traded between the plurality of virtual energy telecommunications carriers.
Furthermore, there are a plurality of virtual energy telecommunications carriers, and a trade center is provided for mediating power transactions between the plurality of virtual energy telecommunications carriers.
このような本発明の仮想エネルギートレードシステムによれば、仮想エネルギー通信事業者が最適な発電源を選択し、実際の送電は電力会社が行うことにより、電力供給源と電力消費先の間の距離を考慮して、電力網全体の送電ロスを最適化し、電力供給源の発電能力を最大限に有効利用することが可能となる。
また、電力会社の発電所等からユーザ(家庭、オフィスなど)に電力供給される1:N型のツリー構造の電力網から、家庭の太陽光発電や小型ガスタービンなどの小規模な発電源といった従来考慮されていなかった電力供給源も含めたM:N型の新しい電力網を構築することができる。
さらに、仮想エネルギー通信事業者により、EV(電気自動車)や太陽光発電など複数のエネルギー源を集めた仮想の発電所を構成することができるため、多くの仮想エネルギー通信事業者の参入が見込め、電力取引の自由競争を促すことができる。
According to such a virtual energy trading system of the present invention, the virtual energy communication provider selects an optimal power generation source, and the actual power transmission is performed by the power company, whereby the distance between the power supply source and the power consumption destination In consideration of the above, it is possible to optimize the transmission loss of the entire power grid and maximize the power generation capacity of the power supply source.
In addition, from a power network of a power company, etc., to a user (home, office, etc.), a conventional power generation system such as a small-scale power source such as a solar power generation system or a small gas turbine is used. A new M: N type power network including power supply sources that have not been considered can be constructed.
In addition, a virtual energy telecommunications carrier can configure a virtual power plant that collects multiple energy sources such as EVs (electric vehicles) and solar power generation. Encourage free competition in power trading.
図1は、本発明の仮想エネルギートレードシステムの概要を模式的に示す図である。
この図において、1は電力送電網運用業者(以下、「電力会社」という)のシステムであり、送電網(ネットワーク)、送電網を管理する電力会社の装置、送電網に接続された発電源及び使用源(需要家)などが含まれている。発電源としては、太陽光発電システム、小型ガスタービン、燃料電池など各種のものがある。各発電源及び使用源には、それぞれ、スマートメータが取り付けられている。スマートメータは、一定時間間隔で、それが取り付けられている装置の電力需要又は供給可能電力量をデータ化し外部に出力する機能と、外部からの制御信号に応じて、電力負荷の調整や送電網への電力供給を制御する機能を有している。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a virtual energy trading system of the present invention.
In this figure, reference numeral 1 denotes a system of a power transmission network operator (hereinafter referred to as “electric power company”), a power transmission network (network), a power company device that manages the power transmission network, a power generation source connected to the power transmission network, and Sources of use (customers) are included. There are various power generation sources such as a solar power generation system, a small gas turbine, and a fuel cell. A smart meter is attached to each power generation source and usage source. The smart meter is a function that outputs the power demand or the amount of suppliable power of the device to which it is installed as data at a fixed time interval and outputs it to the outside. It has a function to control the power supply to.
2は仮想エネルギー通信事業者(EVNO:Energy Virtual Network Operator)の装置である。このEVNO業者の装置2は、前記電力会社の装置と制御インタフェース3で接続されているとともに、前記発電源及び使用源に取り付けられているスマートメータに接続されており、発電源及び使用源のスマートメータをコントロールする。なお、以下では、煩雑さを避けるために、EVNO業者の装置2を単にEVNO業者2といい、電力会社のシステム1における電力会社の装置を電力会社1という。
図中、A点は発電源、B点は使用源である。発電源A点にはスマートメータ4が取り付けられており、使用源B点にはスマートメータ5が取り付けられている。スマートメータ4及び5は図中破線で示すように、EVNO業者2に接続されている。なお、ここでは、A点とB点のみを示しているが、実際には、多種類の多数の発電源が送電網に接続されている。
2 is a device of a virtual energy communication operator (EVNO: Energy Virtual Network Operator). This EVNO contractor's
In the figure, point A is a power generation source and point B is a use source. A smart meter 4 is attached to the power generation point A, and a
図2は、前記電力会社1と前記EVNO業者2の要部構成を示す図である。電力会社1には送電網制御部11と課金処理部12が設けられており、EVNO業者2には、スマートメータからの電力要求を受信するリクエスト受信部21、最適発電源計算部22、課金処理部23及びスマートメータ制御部24が設けられている。
このように構成されたシステムにおいて、EVNO業者2は、スマートメータ4及び5から送信されるデータにより、ネットワーク内にあるA点とB点の状況を把握している。ここで、B点が10kwhの電力を必要としているという状況がEVNO業者2のリクエスト受信部21に通知されたとする。これはB点のスマートメータ5からのデータにより通知される。
このとき、最適発電源計算部22は、
(1)B点に距離的に近い、
(2)発電源(太陽光、Gas、蓄電池など)の性質を考慮する、
(3)供給能力、
等に基づいて、最適な発電源を選択する。ここでは、A点が選択されたものとする。
FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of the electric power company 1 and the EVNO
In the system configured as described above, the EVNO
At this time, the optimal power
(1) Distance close to point B,
(2) Consider the nature of the power generation source (sunlight, gas, storage battery, etc.)
(3) Supply capacity,
The optimum power generation source is selected based on the above. Here, it is assumed that point A is selected.
EVNO業者2の課金処理部23は、電力会社1に対して、A点からB点への10kwhの送電要求を送出する。保留時間に相当する消費時間は、事前に申告することも、消費が終了した時点で切断を要求することによっても実現することができる。また、スマートメータ制御部24はA点のスマートメータ4に対し、電力を供給すべき旨の制御信号を送信する。
電力会社1は実際にはA点からB点に送電するわけではない。少なくとも送電網のリソースを距離と電力量と時間に比例して使用するので、その分を課金する。
このように、EVNOはできるだけ距離の短い点、この例ではA点を見つけることにより、送電コストを最小化することが可能である。
The
The electric power company 1 does not actually transmit power from point A to point B. Since at least the resources of the power transmission network are used in proportion to the distance, the amount of power, and the time, the corresponding amount is charged.
Thus, EVNO can minimize the power transmission cost by finding a point as short as possible, in this example, point A.
図3は、前記電力会社1における課金処理部12の動作を説明するための図である。
課金処理部12では、前記EVNO業者2の課金処理部23からの送電要求から、A点(発電源)の情報、B点(使用源)の情報及び必要電力量(W)を取得し(ステップS1)、課金処理を開始する(ステップS2)。そして、A点とB点の間の距離(X)と電力量(W)と経過時間を計数する時間カウンタの計数値の積を消費時間が終了するまで計算し(ステップS3、S4)、終了したら、計算結果に基づいてEVNO業者2の課金処理部23に課金請求を行う(ステップS5)。このようにして、発電源と使用源の距離に応じた課金が行われる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the billing processing unit 12 in the power company 1.
The charging processing unit 12 acquires information on point A (power generation), information on point B (usage source), and required power amount (W) from the power transmission request from the charging
図4は、A点(発電源)とB点(使用源)の位置関係を説明するための図である。
(a)は、同一エリア(地域X)内にA点とB点が存在する場合であり、前記図1に示した場合がこれに相当する。(b)は地域XにA点が存在し、地域YにB点が存在する場合である。このように、EVNO業者2の最適発電源計算部22により、異なったエリアに存在するA点とB点が選択される場合もある。
このように地域が異なる場合に、地域間の距離に基づき電力会社1に支払うコストが異なる実施の形態について説明する。この場合には、図5に示すような課金テーブルを用いて、課金処理が行われる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship between point A (power generation source) and point B (usage source).
(A) is a case where A point and B point exist in the same area (area X), and corresponds to the case shown in FIG. (B) is a case where point A exists in region X and point B exists in region Y. As described above, the optimal power
An embodiment in which the cost to be paid to the electric power company 1 is different based on the distance between the regions when the regions are different as described above will be described. In this case, billing processing is performed using a billing table as shown in FIG.
図5は、課金テーブル25の一例を示す図である。この図に示す例では、市内と市外があり、地域間の距離に基づき単位時間あたりの電力会社に支払うコストが決められている。地域X内は市内であり、単価が10円であるが、市外であるY地域は50円、Z地域は70円というように、それぞれ単価が異なっている。
図6は、この場合における電力会社1の課金処理部12における課金処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、前記図4のケース(b)のように、A点(発電源)が地域Xにあり、B点(使用源)が地域Yにあるものとする。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the accounting table 25. In the example shown in this figure, there are a city and a city, and the cost to be paid to the electric power company per unit time is determined based on the distance between the regions. The area X is in the city, and the unit price is 10 yen, but the Y area outside the city is 50 yen, and the Z area is 70 yen.
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of charging processing in the charging processing unit 12 of the power company 1 in this case. Here, it is assumed that the point A (power generation source) is in the region X and the point B (usage source) is in the region Y as in the case (b) of FIG.
A点の地域情報(X)、B点の地域情報(Y)及び必要電力量(W)の情報を取得し(ステップS11)、課金テーブル25を参照して、地域X、Y間の単価(この場合は、50円)と電力量(W)と経過時間を計数する時間カウンタの計数値の積を消費時間が終了するまで計算し(ステップS12、S13)、終了したら、計算結果に基づいてEVNO業者2の課金処理部23に課金請求を行う(ステップS14)。
このように、A点とB点のエリア情報をもとに課金テーブルからコストを決めて、電力会社に支払う。この場合でも、実際にA点からB点に実際の電力を送電するわけではないが、送電系のリソースを長く使う可能性が高い組み合わせは高価となる。
The information of the area information (X) of point A, the area information (Y) of point B, and the information on the required electric energy (W) is acquired (step S11), and the unit price ( In this case, the product of 50 yen), the electric energy (W) and the count value of the time counter that counts the elapsed time is calculated until the consumption time ends (steps S12 and S13). Billing is made to the
In this way, the cost is determined from the billing table based on the area information of points A and B, and is paid to the power company. Even in this case, the actual power is not actually transmitted from the point A to the point B, but a combination that is highly likely to use the resources of the power transmission system for a long time is expensive.
図7は、前記EVNO業者2の最適発電源計算部22における処理を説明するための図である。
ある使用源B点からの電力要求(これはオンデマンドでもスマートメータを読み取った状況から判断しても同様である)からB点の位置座標、必要電力量及び電力を必要とするおおよその時間の情報を取得する(ステップS21)。最適発電源計算部22には発電源テーブル26が設けられており、発電源テーブル26には、図示するように、EVNO加入の発電源ごとに、現在の発電能力(余剰能力)、単価(これはリソースのクリーン度、等を考慮して決めることができる)及び座標(位置)が定義されている。
ステップS21で取得した情報に基づいて前記発電源テーブル26を参照することにより、使用源Bに電力を供給する発電源の候補を取得できると(ステップ22)、発電の単価と伝送コスト(電力会社に支払うコスト)を計算し(ステップS23)、最小値を得る動作を行い(ステップS24)、電力会社に仮想的接続を要求する(ステップS25)。すなわち、選択された発電源から要求のあった使用源への送電要求を電力会社1の課金処理部12に送出する。
このように、発電源テーブルを参照して、価格が最小値となる発電源を選択している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the processing in the optimal power
From the power request from a certain source B point (this is the same whether it is determined on-demand or from the situation of reading a smart meter), the position coordinates of B point, the required power amount and the approximate time required for power Information is acquired (step S21). The optimal power generation
By referring to the power generation table 26 based on the information acquired in step S21, a power generation source candidate that supplies power to the use source B can be acquired (step 22). (Cost to pay) is calculated (step S23), an operation for obtaining a minimum value is performed (step S24), and a virtual connection is requested to the electric power company (step S25). That is, a power transmission request from the selected power generation source to the requested use source is sent to the billing processing unit 12 of the power company 1.
As described above, the power generation source having the minimum price is selected with reference to the power generation table.
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、EVNO業者2内に、エリアごとにそのエリア内の電力需給状況を管理するエリアブローカーが設けられており、エリア間にまたがる場合にはこのエリアブローカー間でのやりとりを行うようになされている。
図8は、この実施の形態の要部構成を示す図である。この図に示すように、この実施の形態では、ネットワーク(送電網)を分割したエリア31、32、33ごとにエリアブローカー41、42、43が設けられている。各エリアブローカー41、42、43には、図中破線で示すように、それぞれのエリアに属する発電源及び使用源に取り付けられたスマートメータが接続されている。そして、各エリアブローカー内に、そのエリアの使用源からの電力使用要求を受信するリクエスト受信部及び最適発電源計算部が設けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the main part of this embodiment. As shown in this figure, in this embodiment, area brokers 41, 42, 43 are provided for each of the
図9は、エリアブローカー内に設けられた最適発電源計算部により実行される、使用源と発電源がエリア間にまたがっている場合の発電源の決定法について説明する図である。
各エリアブローカー内には、自エリア(市内エリア)の発電源ごとに、現在の発電能力(余剰能力)、単価及び座標(位置)が定義されているエリア内発電源テーブル(エリア内発電リスト)44が設けられている。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of determining a power generation when the use source and the power generation span between areas, which are executed by the optimum power generation calculation unit provided in the area broker.
Within each area broker, an in-area power generation table (in-area power generation list) in which the current power generation capacity (surplus capacity), unit price and coordinates (position) are defined for each power generation in its own area (city area). ) 44 is provided.
自エリア(市内エリア)内のB点から電力使用要求(Wkw、h時間)を受信すると(ステップS31)、自エリア内の発電リスト44を参照して、市内エリアでの発電源候補を探索する(ステップS32)。その結果、最適な発電源A点がみつかったときは、A点とB点との論理的接続を行う(ステップS33)。みつからなかったときは、隣接地域での供給候補探索処理を開始し(ステップS34)、隣接するエリアのエリアブローカーに問い合わせを行う(ステップS35)。問い合わせを受けたエリアブローカーは、自エリア内の発電源テーブルを参照して要求を満たす発電源を探索する。問い合わせをしたエリアブローカーにおいて発電源の候補がみつかったときは(ステップS36)、ステップS33に進み、A点とB点の論理的接続を行う。みつからなかったときは、電力会社に仮想的接続を要求する(ステップS37)。
このように、市内エリア内に最適な発電源が存在しない場合は、隣接のエリアブローカーに問い合わせ、候補がみつかったときは隣接エリアからの供給を行なう。
When a power usage request (Wkw, h hours) is received from point B in the own area (city area) (step S31), the power generation candidates in the city area are selected by referring to the
As described above, when there is no optimal power generation source in the city area, an inquiry is made to an adjacent area broker, and when a candidate is found, supply from the adjacent area is performed.
1つのネットワーク内にEVNOは1つとは限らない。複数のEVNOが存在する実施の形態について説明する。この場合には、複数存在するEVNO間で電力のトレードを行うことができる。
図10は1つのネットワーク内に複数のEVNOが存在するときのネットワークの構成を示すであり、図11はEVNOの要部構成を示す図である。
この図において、50は送電網、60及び70はEVNOである。送電網50内に複数の発電源又は使用源51〜54が存在しており、発電源51と53はEVNO60に接続されており、発電源52と54はEVNO70に接続されている。また、EVNO60と70のあいだは、ピアートウーピアに接続されている。
There is not always one EVNO in a network. An embodiment having a plurality of EVNOs will be described. In this case, electric power can be traded between a plurality of EVNOs.
FIG. 10 shows a network configuration when a plurality of EVNOs exist in one network, and FIG. 11 shows a main configuration of the EVNO.
In this figure, 50 is a power transmission network, and 60 and 70 are EVNOs. A plurality of power generation sources or
図11に示すように、EVNO60内には、制御部61、売価テーブル62、買価テーブル63及び電力源モニタ部が設けられており、EVNO70内には、同様に、制御部71、売価テーブル72、買価テーブル73及び電力源モニタ部が設けられている。
EVNO60及び70の内の制御部61、71では、自EVNO内の発電源リソースの状況及び必要な場合には使用源の状況を有している。売価テーブル62、72には自EVNO内の発電源の電力を販売するときの価格の情報が格納しており、買価テーブル63、73には他EVNO内の発電源から電力を購入するときの価格の情報が格納している。発電源が余っていれば、エネルギーの売価を下げる。また、供給が逼迫していれば、買価を上げる。制御部間では、他のEVNOに対してリソースの供給を依頼したり、逆に電力を販売したりすることが可能である。
As shown in FIG. 11, a
The
図12は、本発明のさらに他の実施の形態の構成例を示す図である。
図示するように、この実施の形態においては、EVNO60、70及び80の3個のEVNO間の電力の取引を仲介するためのトレードセンタ90が設けられている。
各EVNOの制御部61、71及び81はトレードセンタ90に対して各自の状況をもとに、売り情報処理部91に売価と量、買い情報処理部92に買価と量を申し出てトレードを行う。
このように、EVNOの数が多いときには、トレードセンタ90を設けることで電力の取引を容易に行うことができる。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of still another embodiment of the present invention.
As shown in the figure, in this embodiment, a
The
As described above, when the number of EVNOs is large, it is possible to easily trade electric power by providing the
1:電力送電網運用業者(電力会社)、2:EVNO(仮想エネルギー通信事業者)、3:制御インタフェース、4,5:スマートメータ、11:送電網制御部、12:課金処理部、21:リクエスト受信部、22:最適発電源計算部、23:課金処理部、24:スマートメータ制御部、25:課金テーブル、26:発電源テーブル、31,32,33:エリア、41,42,43:エリアブローカー、44:エリア内発電リスト、50:送電網、51,52,53,54:発電源、60,70,80:EVNO、61,71,81:制御部、62,72,82:売価テーブル、63,73,83:買価テーブル、64,74:電力源モニタ部、90:トレードセンタ 1: Electric power transmission network operator (electric power company), 2: EVNO (virtual energy communication operator), 3: Control interface, 4, 5: Smart meter, 11: Transmission network control unit, 12: Billing processing unit, 21: Request receiving unit, 22: optimal power generation calculation unit, 23: billing processing unit, 24: smart meter control unit, 25: billing table, 26: power generation table, 31, 32, 33: area, 41, 42, 43: Area broker, 44: Power generation list in area, 50: Transmission network, 51, 52, 53, 54: Power generation, 60, 70, 80: EVNO, 61, 71, 81: Control unit, 62, 72, 82: Sales price Table, 63, 73, 83: Purchase price table, 64, 74: Power source monitor unit, 90: Trade center
Claims (5)
前記送電網は複数のエリアに分割されており、
前記仮想エネルギー通信事業者は、使用源からの電力使用要求を検出する手段と、前記使用源からの電力使用要求に応じて、発電源と前記使用源との距離、発電源の性質及び電力供給能力に基づいて最適な発電源を選択する手段と、該選択された発電源から前記使用源に対する送電要求を前記電力網運用業者に送出する手段とを有し、
前記選択する手段は、前記使用源と同じエリア内で発電源を探索し、みつからなかったときは隣接エリアの発電源を探索することを特徴とする仮想エネルギートレードシステム。 A power transmission network managed by a power network operator, a power generation source connected to the power transmission network, a use source connected to the power transmission network, a smart meter connected to each of the power generation source and the use source, and the smart A virtual energy trading system including a virtual energy communication operator (EVNO) that controls a meter,
The power grid is divided into a plurality of areas,
The virtual energy operators includes means for detecting a power usage request from use sources, depending on the power usage request from the use source, the distance between the power source and the use source, the nature of the power source and the power supply means for selecting an optimum power source based on the ability, and means for sending a transmission request for the use source to the power network operation skill from a power source that is the selected possess,
The virtual energy trading system characterized in that the selecting means searches for a power generation source in the same area as the use source, and searches for a power generation source in an adjacent area when it is not found .
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