مدیریت بهینه انرژی در سیستم‌های چند-ریزشبکه‌ای در بازار خرده‌فروشی انرژی بر پایه الگوریتم سلسه‌مراتبی تعاملی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی رشت پردیس علوم و تحقیقات گیلان

2 دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان

چکیده

چکیده: ارائه ساختاری ترکیبی از عملکرد اپراتور بازار و اپراتور شبکه توزیع در شبکه‌ای شامل چندین ریزشبکه (MG[i]) از اهداف این مقاله است که در آن اهداف مختلفی برای بازیگرانشبکه لحاظ شده است. MGهای دربرگیرنده منابع تولیدپراکنده، منابع ذخیره‌کننده  و بارهای پاسخ‌گو در ارتباط با شبکه بالادست می‌توانند به‌عنوان بازیگران مصرف‌کننده در جهت کمینه‌سازی قیمت تسویه بازار و یا تولیدکننده در راستای بیشینه­سازی سود با دیگر MGها در بازار پیشنهادی مشارکت و در ساختار بازی برای رسیدن به نقطه تعادل نش شرکت نمایند. از طریق الگوریتم پیشنهادی میزان توان بهینه‌ مشارکت در بازار جهت دست­یابی به اهداف مذکور برای هر بازیگر و نیز مقدار سود کسب‌شده توسط آن‌ها تعیین می‌شود. کنترلر ارائه‌شده یک کنترلر دوسطحی سلسه‌مراتبیبوده و قابلیت آن در کنترل بهینه شبکه‌ای از MGها متشکل از منابع توزیع‌شده انرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه‌براین، سعی شده که استراتژی توزیع اقتصادی توزیع‌شده‌ای برای پیاده‌سازی یک بازار انرژی خرده‌فروشی بر پایه روش چندهدفه و با استفاده از الگوریتم نیکایدو-ایزودا ترکیب‌شده با الگوریتم رهاسازی[ii] (نامیده­شده به‌صورت REM-NIRA[iii]) مبتنی بر تئوری بازی غیرهمکارانه برای سیستم‌های دربرگیرنده چندین MG پیشنهاد شود. با استفاده از ساختار پیشنهادشده، طرح عادلانه‌ای که در آن هیچ بازیگری نسبت به دیگری ارجحیت نداشته و تنها بر اساس استراتژی‌ها و توابع هدف خود آن‌ها عمل می‌نمایند؛ ارائه می‌شود. نتایج شبیه‌سازی حاکی از قابلیت الگوریتم پیشنهادی در تشویق بازیگران شرکت‌کننده در بازار برای مشارکت بیشتر و بهبود سود حاصله است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Energy Management in Multiple Microgrid Systems in Retail Market Based On Interactive Hierarchical Architecture

[1] سعید عباپور، کاظم زارع، بهنام محمدی ایواتلو، «ارزیابی جنبه‌های فنی و اقتصادی شبکه توزیع با هدف توسعه DG برمبنای کاربرد مدیریت اکتیو در شبکه»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 44، شماره 4، صفحه‌ 35-45، زمستان 1393.
[2] داور میرعباسی، سید سعیدالله مرتضوی، علی سعیدیان، «برنامه‌ریزی بلندمدت سیستم توزیع در سیستم قدرت تجدید ساختار­یافته»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 43، شماره 2، صفحه‌ 71-61، زمستان 1392.
[3] عباس محمدویسی، علیرضا حاتمی، «ارائه چارچوبی برای مدیریت انرژی خانه هوشمند: برنامه‌ریزی بهینه تجهیزات خانگی و برنامه‌ریزی بهینه بهره‌برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 45، شماره 1، صفحه‌ 66-53، بهار 1394.
[4] حسین شکری، سجاد نجفی روادانق، «حل مسئله مشارکت بهینه واحدهای نیروگاهی در حضور منابع انرژی تجدیدپذیر»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 45، شماره 1، صفحه‌ 42-29، بهار 1394.
[5] J. Vasiljevska, J. A. Peças Lopes and M. A. Matos, “Evaluating the impacts of the multi-microgrid concept using multicriteria decision aid,” Electric Power Systems Research, vol. 91. pp. 44–51, 2012.
[6] J. Vasiljevska, J. A. Peças Lopes and M. A. Matos, “Integrated micro-generation, load and energy storage control functionality under the multi micro-grid concept,” Electric Power Systems Research, vol. 95, pp. 292–301, 2013.
[7] A. Mohd, E. Ortjohann, D. Morton and O. Omari, “Review of control techniques for inverters parallel operation,” Electric Power Systems Research, vol. 80, no. 12. pp. 1477–1487, 2010.
[8] S. A. Papathanassiou, “A technical evaluation framework for the connection of DG to the distribution network,” Electric Power Systems Research, vol. 77, no. 1, pp. 24–34, 2007.
[9] Y. Zoka, A. Sugimoto, N. Yorino, K. Kawahara and J. Kubokawa, “An economic evaluation for an autonomous independent network of distributed energy resources,” Electric Power Systems Research, vol. 77, no. 7, pp. 831–838, 2007.
[10] Z. Zhou, F. Zhao and J. Wang, “Agent-based electricity market simulation with demand response from commercial buildings,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 2, pp. 580–588, 2011.
[11] T. Sousa, H. Morais, Z. Vale, P. Faria and J. Soares, “Intelligent energy resource management considering vehicle-to-grid: A simulated annealing approach,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 535–542, 2012.
[12] D. Y. Raghavendra Nagesh, J. V. Vamshi Krishna and S. S. Tulasiram, “A real-time architecture for smart energy management,” in Innovative Smart Grid Technologies Conference, pp. 1-4, 2010.
[13] J. M. Guerrero, L. Poh Chiang, L. Tzung-Lin and M. Chandorkar, “Advanced Control Architectures for Intelligent Microgrids—Part II: Power Quality, Energy Storage and AC/DC Microgrids,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, pp. 1263–1270, 2013.
[14] A. K. Basu, A. Bhattacharya, S. Chowdhury and S. P. Chowdhury, “Planned scheduling for economic power sharing in a CHP-based micro-grid,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 27, no. 1, pp. 30–38, 2012.
[15] F. A. Mohamed and H. N. Koivo, “Power management strategy for solving power dispatch problems in MicroGrid for residential applications,” in IEEE International Energy Conference and Exhibition, pp. 746–751, 2010.
[16] A. Pantoja and N. Quijano, “A population dynamics approach for the dispatch of distributed generators,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 10, pp. 4559–4567, 2011.
[17] M. Marzband, A. Sumper, J. L. Domínguez-García and R. Gumara-Ferret, “Experimental validation of a real time energy management system for microgrids in islanded mode using a local day-ahead electricity market and MINLP,” Energy Conversion and Management, vol. 76, pp. 314–322, 2013.
[18] M. Marzband, M. Ghadimi, A. Sumper and J. L. Domínguez-García, “Experimental validation of a real-time energy management system using multi-period gravitational search algorithm for microgrids in islanded mode,” Applied Energy, vol. 128, pp. 164–174, 2014.
[19] W. Su and A. Q. Huang, “A game theoretic framework for a next-generation retail electricity market with high penetration of distributed residential electricity suppliers,” Applied Energy, vol. 119, pp. 341–350, 2014.
[20] M. Marzband, A. Sumper, A. Ruiz-álvarez, J. L. Domínguez-García and B. Tomoiagâ, “Experimental evaluation of a real time energy management system for stand-alone microgrids in day-ahead markets,” Applied Energy, vol. 106, pp. 365–376, 2013.
[21] Y. Xiang, J. Liu and Y. Liu, “Robust Energy Management of Microgrid With Uncertain Renewable Generation and Load,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. PP, no. 99, p. 1, 2015.
[22] B. Alizadeh and S. Jadid, “Uncertainty handling in power system expansion planning under a robust multi-objective framework,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 8, no. 12, pp. 2012–2026, 2014.