مدیریت شیفت تقاضای مقید در برنامه‌ریزی نواحی انرژی با در نظر گرفتن تشکیل ائتلاف بهینه و تخصیص سود در سیستم‌های همسایه‌ای

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان - گروه مهندسی برق

چکیده

رقابت بین نواحی انرژی (ED) و یا منابع توزیع‌شده انرژی (DER) موجود در آن‌ها در شبکه‌های هوشمند جهت اخذ سود بالاتر یکی از مباحث مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است. برای نیل به این هدف، EDهای موجود در یک شبکه (و یا DERهای موجود در هر ED) می‌توانند با یکدیگر و نیز با EDهای دیگر (و یا DERهای موجود در EDهای شبکه همسایه‌ای) جهت کسب سود بالاتر همکاری داشته و برای دست‌یابی به این منظور ائتلاف تشکیل دهند. تخصیص سود ناشی از تشکیل ائتلاف بین EDها می‌تواند معیار مهمی جهت نشان دادن بهبود کارایی شبکه‌های هوشمند در افزایش میزان مشارکت EDهای موجود برای همکاری با یکدیگر به حساب آورده شود. علاوه ‌بر این، نوسانات تقاضا و نیز تولید منابع تجدیدپذیر در سیستم‌های هوشمند می‌تواند توسط استراتژی‌های کنترل سمت تقاضا تحت نظارت قرار گیرد. در این راستا، شیفت تقاضا می‌تواند از طریق شیفت مقدار مشخصی از تقاضای بار از برخی دوره‌های زمانی به دوره‌های زمانی دیگر بر مبنای معیارهایی شامل پایین بودن مقدار تقاضای بار، پایین بودن قیمت تسویه بازار و نیز افزایش سود حاصل از مشارکت EDها صورت پذیرد. تأثیر شیفت تقاضای بار بر روی برنامه‌ریزی EDها و DERهای موجود در طول عملکرد مستقل و یا ائتلافی آن‌ها با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های مربوطه همچنین مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این مقاله، متدولوژی‌ای بر پایه روش کلونی زنبور عسل جهت حداکثر نمودن سود در یک بازار رقابتی و نیز تخصیص سود ناشی از تشکیل ائتلاف مابین EDها که هر یک از آن‌ها نیز دارای DERهای مجزا می‌باشند؛ ارائه شده است. نشان داده شده است که به دلیل عدم ارتباط EDها جهت اخذ تصمیمات قیمت‌گذاری، با افزایش تجمیع تسهیلاتشان می‌توانند برای کسب سود بالاتر و جلوگیری از پرداخت هزینه ناشی از تولید مازاد و یا کم‌تر از حد تعیین‌شده، با یکدیگر همکاری داشته باشند. در نتیجه این همکاری، منفعت تک‌تک آن‌ها نیز متعاقباً افزایش یافته است. در نهایت، عملکرد الگوریتم پیشنهادی با الگوریتمی بر مبنای برنامه‌ریزی غیرخطی مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Constrained Consumption Shifting Management in the Neighborhood System Scheduling Considering Coalition Formation and Profit Allocation

نویسندگان [English]

  • F. Azarinejadian
  • M. Marzband
Department of Electrical Engineering, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran
چکیده [English]

For enhancing competitiveness of energy district (ED) or distributed energy resources (DER) inside them in market، optimal operation of these has arisen as a relevant topic. With this objective، EDs (or DERs inside them) can collaborate with other EDs in the neighborhood system installed closer or far، forming coalitions for gaining competitiveness in the market. Profit allocation due to coalition between EDs is as an important issue for ensuring DER resources installation in smart grids. In addition، demand fluctuations and energy production based on renewable resources in the neighborhood systems for each ED independently can be accomplished by demand-side management strategies that try to establish mechanisms to allow for a flatter demand curve. In this regard، demand shifting potential can be tapped through the shifting of certain amounts of energy demand from some time periods to other time periods with lower expected demand، typically in response to price values، to help ensure that existing generation will remain available as well as to obtain the maximum profit with the coalition formation. The impact of the consumption shifting in the EDs and existing DERs schedule is also considered during the conduct of both independent and coalition operations. In this paper، a methodology based on artificial bee colony (ABC) is proposed to maximize the profit in a competitive market and allocate profit resulting from a coalition formation between multiple EDs encompassing DERs. The results obtained shown that the disconnection of DERs resulting from pricing decisions allows them to collaborate together with aggregated facilities to achieve higher profits due to excess production and avoid penalties due to shortages in production and demonstrated that significant increase in the profit may persuade the producers for forming a coalition. Eventually، performance of the proposed algorithm is compared with the developed algorithm based on non-linear programming.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Smarts grid
  • electricity market
  • demand side management
  • coalition formation
  • demand respond
  • bidding strategy