اجرای هم‌زمان برنامه پاسخ‌گویی بار زمان استفاده (TOU) و برنامه مشارکت واحدها با قید امنیت (SCUC)
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترمحسن کیا 1 * , مهرداد ستایش‌نظر 2 , محمدصادق سپاسیان 3
1 - دانشگاه شهید بهشتی
2 - دانشگاه شهید بهشتی
3 - دانشگاه شهید بهشتی
کلید واژه: برنامه‌ریزی تصادفی برنامه زمان استفاده مدیریت سمت بار مشارکت واحدها با قید امنیت,
چکیده مقاله :
نیاز روزافزون دنیا به ویژه کشورهاي صنعتی به منابع انرژي و کاهش توان ذخایر منابع فسیلی نگرانی هرچه بیشتر جهان در مورد عرضه انرژي را برانگیخته است. راه حل‌هاي مدیریت سمت تقاضا به عنوان راهکاري براي کاهش مصرف انرژي به کار گرفته شده‌اند. با تثبیت تجديد ساختار در سيستمهاي قدرت، افزایش قیمت سوخت و افزایش بهای انرژی الکتریکی در بعضی ساعات روز برنامه مدیریت سمت بار از سوی مصرف‌کنندگان مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این مقاله تأثیر اجرای بهینه برنامه پاسخ‌گویی بار زمان استفاده به عنوان یکی از روش‌های برنامه پاسخ‌گویی بار، بر کاهش هزینه برنامه تصادفی مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قید امنیت بررسی شده است. عدم قطعیت‌های موجود در سیستم قدرت همچون خروج بدون برنامه (وقفه) خطوط و واحدهای تولید، در این مقاله لحاظ شده است. با توجه به این که اجرای هم‌زمان برنامه تصادفی مشارکت واحدها با قید امنیت و برنامه پاسخ‌گویی بار یک مسأله پیچیده غیر خطی با متغیرهای پیوسته و گسسته می‌باشد، از تكنيك برنامه‌ريزي خطی اعداد صحيح و غير صحيح استفاده شده است. برای این بهینه‌سازی از برنامه GAMS و روش CPLEX که در حل مسایل مخلوط با عدد صحیح بسیار کارا می‌باشد، استفاده شده است. روش پیشنهادی در یک شبکه 3باسه ساده و شبکه 24باسه IEEE RTS استاندارد اجرا شده و نتایج در انتها آورده شده‌اند.
The growing need of energy sources especially in industrial countries and the shortage of the fossil resources cause a great concern in many countries. Considering that in some periods of the day the energy price is increased, Demand side management is one of the solutions that is implemented. The major change in demand side management is consideration of consumers' response to energy price variations. This paper investigates the effect of demand response implementation on cost reduction in stochastic security constraint unit commitment. Uncertainties in power system such as transmission lines and power plants outage is considered in the paper Considering that the simultaneous implementation of stochastic security constraint unit commitment and demand response is a complex and nonlinear problem that contain Continuous and discrete variables, the mixed integer programming is being used. Proposed method is simulated in simple 3 bud system and IEEE RTS 24 bus system and the results analyzed in the paper.
[1] N. P. Padhy, "Unit commitment using hybrid models: a comparative study for dynamic programming, expert system, fuzzy system and genetic algorithms," Int. J. of Electrical Power & Energy Systems, vol. 23, no. 8, pp. 827-836, Feb. 2001.
[2] M. Madrigal and V. H. Quintana, "A security - constrained energy and spinning reserve markets clearing system using an interior - point method," IEEE Trans. on Power Systems, vol. 15, no. 4, pp. 1410- 1416, Nov. 2000.
[3] M. Kia, M. R. Sahebi, E. Abedini, and S. H. Hosseini, "Simultaneous implementation of optimal demand response and security constrained unit commitment," in Proc. 16th Conf. on Electrical Power Distribution Networks, EPDC, 5 pp., Apr. 2011.
[4] ترازنامه انرژی، وزارت نیرو، 1387.
[5] H. A. Alami, M. Parsa Moghaddam, and G. Yousefi, "Demand response modeling considering interuptible/curtailable loads and capacity market programs," Applied Energy, vol. 87, no. 1, pp. 243-250, Jan. 2010.
[6] H. A. Alami, G. Yousefi, and M. Parsa Moghaddam, "Demand response model considering EDRP and TOU programs," IEEE/PES, 6 pp., 21-24 Apr. 2008.
[7] ح. اعلمی، غ. یوسفی و م. پارسامقدم، "تأثیر برنامه‌های پاسخ‌گویی بار بر منحنی مصرف برق روزانه کشور،" نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال 6، شماره 4، صص. 316-308، زمستان 1387.
[8] H. A. Alami, M. Parsa Moghaddam, and G. Yousefi, "Optimum time of use program proposal for Iranian power systems," Electric Power and Energy Conversion Systems, 6 pp., 10-12 Nov. 2009.
[9] M. Parvania and M. Fotuhi Firuzabad, "Demand response scheduling by stochastic SCUC," IEEE Trans. on Smart Grid, vol. 1, no. 1, pp. 89-98, Jun. 2010.
[10] R. Azami, A. H. Abbasi, J. Shakeri, and A. Fard Faraji, "Impact of EDRP on composite reliability of restructured power systems," in Proc. IEEE Bucharest Power Tech Conf., 6 pp. 28 Jun.-2 Jul. 2009.
[11] م. سیماب و م. پارسامقدم، "مروری بر برنامه‌های کنترل بار در بازارهای برق،" ششمین همایش ملی انرژی، خرداد 1386.
[12] ن. بانی‌راد و م. هاشمی، "مدیریت بار و مصرف در سمت تقاضای انرژی الکتریکی،" هشتمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، انجمن مهندسی برق و الکترونیک، اردیبهشت 1382.
[13] ح. مدائنی و م. پارسامقدم، "بررسی هم‌سویی برنامه‌های پاسخ‌گویی بار و کارایی انرژی به منظور ارزیابی اقتصادی،" سیزدهمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، اردیبهشت 1387.
[14] م. دوستی‌زاده و ح. قاسمی، "ارزیابی تأثیر کنتورهای هوشمند و برنامه‌های پاسخ تقاضا بر بازار برق،" بیست و پنجمین کنفرانس بین‌المللی برق، 1389.
[15] M. R. Sahebi, E. Abedini Duki, M. Kia, A. Soroudi, and M. Ehsan, "Simultaneous EDRP and unit commitment programming in comparison with interruptible load contracts," IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 6, no. 7, pp. 605-611, Jul. 2012.
[16] م. انصاری، "بررسی تعرفه مخفف انرژی در مدیریت مصرف ساعات پیک مشترکین عمده،" هشتمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، انجمن مهندسی برق و الکترونیک، اردیبهشت 1382.
[17] ا. شایسته، ج. کاظم‌پور و ح. اعلمی، "اختصاص میزان تشویقی بهینه صنایع حاضر در برنامه پاسخ‌دهی بار با استفاده از ارزیابی اقتصادی در ایران،" چهاردهمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، اردیبهشت 1388.
[18] ح. اعلمی، م. پارسامقدم و غ. یوسفی، "تعیین مقدار بهینه پاداش برنامه پاسخ‌گویی بار اضطراري با استفاده از مدل DR،" بیست و دومین کنفرانس بین‌المللی برق، 1386.
[19] م. ر. اندبیلی و م. پارسامقدم، "کاهش هزینه مشارکت واحدهای نیروگاهی با اجرای هوشمندانه برنامه پاسخ‌گویی بار اضطراری با استفاده از الگوریتم سردشدن فلزات تدریجی فلزات،" بیست و پنجمین کنفرانس بین‌المللی برق، 1389.
[20] م. ر. اندبیلی، م. پارسامقدم، ح. اعلمی و م. ص. اندبیلی، "اجرای هوشمندانه برنامه زمان استفاده (TOU) توسط یک شرکت تولیدکننده (GenCo) به منظور کمینه‌سازی هزینه مشارکت واحدهای نیروگاهی،" بیست و ششمین کنفرانس بین‌المللی برق، 1390.
[21] M. Shahidehpour and Z. Li, Market Operations in Electric Power Systems: Forecasting, Scheduling, and Risk Management, New York, Apr. 2002.
[22] M. Shahidehpour, W. F. Tinney, and Y. Fu, "Impact of security on power system operation," IEEE Proceedings, vol. 93, no. 11, pp. 2013-2025, Nov. 2005.
[23] U. S. Department of Energy, Energy Policy Act of 2005, Section 1252, Feb. 2006.
[24] M. Fahliglu and F. L. Alvarado, "Designing incentive compatible contracts for effective demand management," IEEE Trans. on Power Systems, vol. 15, no. 4, pp. 1255-1260, Nov. 2000.
[25] FERC Report, Regulatory Commission Survey on Demand Response and Time Based Rate Programs/Tariffs, Aug. 2006, Available at www.ferc.gov.
[26] Y. Li and F. Peter, "Deregulated power prices: changes over time," IEEE Trans. on Power Systems, vol. 20, no. 2, pp. 565-572, May 2005.
[27] Y. Tang, H. Song, and F. Ho, "Investigation on TOU pricing principles," in IEEE TBD Conf., vol. 1, pp. 1-9, Dec. 2005.
[28] N. Yu and J. Yu, "Optimal TOU decision considering demand response model," in Proc. Int. Conf. on Power System Technology, 5 pp., Jun. 2006.
[29] J. G. Roos and I. E. Lane, "Industrial power demand response analysis for one port real time pricing," IEEE Trans. on Power System, vol. 13, no. 1, pp. 159-164, Feb. 1998.
[30] D. S. Kirschen and G. Strbac, Fundamenals of Power System Economics, Willey 2004.
[31] ر. مینوچهر و م. ح. یغمایی مقدم، "پیشنهاد روش قیمت‌گذاری در برنامه‌های پاسخ تقاضا،" شانزدهمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، فروردین 1390.
[32] GAMS User Guide Available at http://www.GAMS.com.
[33] "CPLEX 11.0 Manual," IBM Corporation, Armonk, NY, 2010.
[34] J. M. Arroyo and F. D. Galiana, "Energy and reserve pricing in security and network - constrained electricity markets," IEEE Trans. on Power Systems, vol. 20, no. 2, pp. 634-643, May 2005.
[35] C. Grigg et al., "The IEEE reliability test system-1996: a report prepared by the reliability test system task force of the application of probability methods subcommittee," IEEE Trans. on Power Systems, vol. 14, no. 3, pp. 1010-1020, Aug. 1999.