تصمیم‌گیری خرید انرژی الکتریکی برای مصرف‌کنندگان بزرگ در حضور توربین‌های بادی

نویسندگان

دانشگاه بیرجند

چکیده

چکیده: در بازارهای رقابتی مصرف‌کنندگان به دنبال راه‌هایی اقتصادی برای خرید انرژی الکتریکی از منابع مختلف هستند. این منابع عبارتند از: قرارداد دوجانبه، شرکت مستقیم در حوضچه توان و یا تولید از طریق ژنراتورهای تحت مالکیت. انرژی الکتریکی باید در زمان مناسب و تا حد امکان با کم‌ترین قیمت ممکن از این منابع خریداری شود. از طرفی، طی سال‌های اخیر نیز اثر نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر در زمینه‌های مختلف سیستم قدرت بررسی شده است. در نظر گرفتن این عدم­قطعیت علاوه بر افزایش پیچیدگی تصمیم‌گیری، موجب ایجاد حالات نامطلوبی مانند ریسک می‌شود. به‌همین دلیل در این مقاله تصمیم‌گیری برای خرید انرژی مصرف‌کنندگان بزرگ، در محیط تجدید ساختاریافته با حضور عدم­قطعیت ناشی از توربین‌های بادی بررسی شده است. قیمت در بازار انرژی الکتریکی و میزان تقاضای انرژی الکتریکی نیز با عدم­قطعیت همراه است.  لحاظ همزمان این سه منبع عدم­قطعیت موجب افزایش ریسک می‌شود. در همین راستا، معیاری مناسب از ارزیابی ریسک انتخاب شده تا در نهایت تهیه انرژی الکتریکی با کمترین ریسک همراه شود. همچنین به‌منظور نمایش تأثیر انرژی الکتریکی حاصل از باد در هزینه و ریسک، آزمایشی به همین منظور انجام شده است. کارایی روش پیشنهادی با انجام شبیه‌سازی‌های متنوع به اثبات رسیده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Decision making to procure electrical energy of large consumers in the presence of wind turbines

چکیده [English]

Abstract: Consumers seek an economic way to procure electrical energy in the competitive electricity market. These ways includes: bilateral contract, participating in the pool market and generating the energy by the self-generating units. Electrical energy should be bought in appropriate time with the best price. In the other hand, effects of increasing the renewable energies have been investigated in the recent years. Considering the uncertainty of these sources increases the complexity of the decision making process as well as un-favorite decision making situations. In this paper, decision making to procure the electrical energy has been investigated in the presence of wind turbine uncertainty. The electricity energy prices and the electricity load demand have also uncertainty. Considering three sources of uncertainty increases the decision making risk. In this regard, an appropriate risk index has been selected to decrease the risk in the system. A simulation is also conducted to demonstrate the wind generation effects.  Efficiency of the proposed method has been verified with various simulations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Decision making
  • Renewable energies
  • Risk
  • large consumers
  • electrical energy market

مراجع

[1] A. J. Conejo, M. Carrion and M. J. Morales, Decision making under uncertainty in electricity markets, Springer, 2010.
[2] K. Zare, M. Parsa Moghaddam and MK. Sheikh-El-Eslami, “Risk-based electricity procurement for large consumers,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 26, no. 4, pp. 1826-1835, 2011.
[3] D. S. Kirschen, “Demand-side view of electricity markets,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, no.  2, pp. 520–527, 2003.
[4]  S. Talati and J. Bednarz, “Deregulation and opportunities for industrial customers,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 34, no. 6, pp. 1378–1386, 1998.
[5] Y. Lin and X. Guan, “Purchase allocation and demand bidding in electric power markets,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, no. 1, pp. 106–112, 2003.
[6] A. J. Conejo, J.J. Fernandez-Gonzalez and N. Alguacil, “Energy procurement for large consumers in electricity markets,” Proceedings of International Conference on Electrical Engineering Generation Transmission and Distribution, vol. 152, pp. 357–364, 2005.
[7] A. J. Conejo and M. Carrion, “Risk constrained electricity procurement for a large consumer,” IEE Proceeding Generation Transmission and Distribution, vol. 153, no. 4, pp. 407–413, 2006. 
[8] M. Carri´on, A.B. Philpott, A.J. Conejo, and M. Arroyo Jose, “Astochastic programming approach to electric energy procurement for large consumers,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 22, no. 2, pp. 744–754, 2006. 
[9] K. Zare, M. Parsa Moghaddam and M. K. Sheikh-El-Eslami, “Electricity procurement for large consumers based on Information Gap Decision Theory,” Energy Policy, vol. 38, no. 1, pp.  234–242, 2010.
[10] D. Fang, J. Wu and D. Tang, “A double auction model for competitive generators and large consumers considering power transmission cost,”  Electrical Power and Energy Systems, vol. 43, pp. 880-888, 2012.  
[11] F. Gilbert, M. Anjos, P. Marcotte and G. Savard, “Optimal design   of bilateral contracts for energy procurement,” European Journal of Operational Research, vol.  246, pp. 641–650, 2015.
[12] S. J. Kazempour, A. J. Conejo and C. Ruiz, “Strategic bidding for a large consumer,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 30, no. 2, pp. 848-856, 2015.
[13] A. Safdarian, M. Fotuhi-Firuzabad, M. Lehtonen and F. Aminifar, “Optimal electricity procurement in smart grids with autonomous distributed energy resources", IEEE Transactions on Smart Grid, to be published.
[14] M. Giuntoli and D. Poli, “Optimized thermal and electrical scheduling of a large scale virtual power plant in the presence of energy storages,” IEEE Transactions on Smart Grids, vol.  4, no. 2, pp. 942-955, 2013.
[15] N. Mahmoudi, M. Eghbal and T. K. Saha, “Employing demand response in energy procurement plans of electricity Retailers,” Electrical Power and Energy Systems, vol. 63, pp. 455-460, 2014.
[16] S. Nojavan, M. Mehdinejad, K. Zare and B. Mohammadi-Ivatloo, “Energy procurement management for electricity retailer using new hybrid approach based on combined BICA–BPSO,” Electrical Power and Energy Systems, vol. 73, pp. 411-419, 2015.  
[17] J. Contreras, R. Espínola, F. J. Nogales and A. J. Conejo, “ARIMA models to predict next-day electricity prices,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, no. 9, pp. 1014-1020, 2003.
[20] R. Billinton, H. Chen and R. Ghajar, “Time-series models for reliability evaluation of power systems including wind energy,” Microelectronics Reliability Journal, vol. 36, no. 9, pp 1253-1261, 1996.
18] G. E. Box, G.M. Jenkins and G. C. Reinsel. Time Series Analysis: Forecasting and Control. John Wiley & Sons, New Jersey, USA, 2008.
[19] [Online], (http://www.nyiso.com).
[20] R. Billinton, H. Chen and R. Ghajar, “Time-series models for reliability evaluation of power systems including wind energy,” Microelectronics Reliability Journal, vol. 36, no. 9, pp 1253-1261, 1996.
[21] R. Billinton and Y. Gao, “Multistate wind energy conversion system models for adequacy assessment of 
generating systems incorporating wind energy,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 23, no. 1, pp. 163-170, 2008.
[22] امیرحسین زارع نیستانک، رحمت­اله هوشمند و معین پرستگاری، بهره‌برداری بهینه از نیروگاه‌های بادی با استفاده از نیروگاه‌های تلمبه‌ای-ذخیره‌ای به­منظور کاهش عدم­قطعیت در عملکرد آنان در بازار برق»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، 1391، جلد 41، شماره 2، صفحه 51-59.
[23] زهره فرقانی، رحمت­اله هوشمند، امین خدابخشیان و معین پـرستگاری، «بـررسی عملکرد هماهنـگ نیروگـاه بـادی و تلمبه­ای–ذخیره­ای در بازار روز-پیش و خدمات جانبی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز ، ١٣٨٩، جلد 40، شماره ٢، صفحه 63-75.
[24] North Dakota Agriculture Weather Network. [Online], (http://ndawn.ndsu.nodak.edu/wind-speeds.html.
[25] P. Giorsetto and K.F. Utsurogi, “Development of a new procedure for reliability modeling of wind turbine generators,” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-102, no. 1, pp. 134–143, 1983.
[26] M. Carrión, J. M. Arroyo,and AJ. Conejo, “A Bilevel Stochastic Programming Approach for Retailer Futures Market Trading,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 24, no. 3, pp. 1446-1456, 2009.
[27]  L. Baringo, and A. J. Conejo, “Risk-constrained multi-stage wind power investment,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 1, pp. 401-411, 2013.
[28] A. Soroudi and B. Mohamadi Ivatloo, Energy Hub Management with Intermittent Wind Power, Springer, 2014.
[29] G. B. Shrestha, B. Kumar Pokharel, T. T. Lie and S. E. Fleten, “medium term power planning with bilateral contracts,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, no. 2, pp. 625-633, 2005.
[30] J. R. Birge and F. Louveaux. Introduction to stochastic programming. Springer- Verlag, New York, 1997.
[31] [Online], (http://www.vestas.com).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار