تحلیل رویکرد تأمین انرژی مشترکین در بازار خرده‌فروشی برق در حضور برنامه‌های پاسخگویی بار با هدف افزایش امنیت انرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر

2 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر

چکیده

امروزه امنیت انرژی به‌طور فزاینده‌ای در سامانه‌های قدرت به‌خصوص سامانه‌های قدرت تجدید ساختاریافته با تغییر قوانین و مقررات حیاتی شده است و همچنین اهمیت امنیت انرژی با رویکرد پدافند نوین از دیدگاه اپراتور سیستم مستقل افزایش یافته است. بنابراین بین امنیت انرژی از دیدگاه پدافند، تأمین انرژی و اقتصاد انرژی رابطه تنگاتنگی برقرار است. در سامانه‌های قدرت تجدید ساختاریافته و با توجه به بهره‌وری اقتصادی می‌توان تأمین انرژی مصرف‌کننده را بر مبنای مدیریت سمت تقاضا و برنامه‌های پاسخگویی بار در محدوده قابل قبولی مدیریت کرد. در این مقاله شاخص امنیت انرژی قبل و بعد از اجرای پاسخگویی بار در محیط اقتصادی سامانه قدرت معرفی می‌شود. از سوی دیگر ، یک راه‌حل کامل برای امنیت انرژی ، تأمین انرژی و بهینه‌سازی مصرف انرژی بر مبنای رویکردی ترکیبی ارائه شده است. در این راستا، مطالعه امنیت تأمین انرژی در حضور خرده‌فروش بازار برق و با در نظر گرفتن قیمت‌گذاری‌های مختلف انجام شده است. در نهایت مدل برنامه‌ریزی عدد صحیح مختلط در نرم‌افزار GAMS توسط حل‌کننده CONOPT اجرا خواهد شد. 

کلیدواژه‌ها


[1] Albadi, M. H.; Saadanye, F. “A Summary of Demand Response in Electricity Markets”; Elec. Power Syst. Res. 2008, 78, 1989–1996.##
[2] Sale, H.; Grande, O. S. “Demand Response from Household Customers: Experiences from a Pilot Study in Norway”; IEEE Trans. Smart Grid 2011, 2, 102–109.##
[3] Sezgen, O.; Goldman, C. A.; Krishnarao, P. “Option Value of Electricity Demand Response”; Energy 2007, 32, 108–119.##
[4] Zhang, C.; Fan, L.; Tian, Y.; Yang, S. “Optimal Credit Period and Lot Size Policies for A Retailer at Risk of Customer Default Under Two-Echelon Partial Trade Credit”; IEEE ACCESS 2018, 6, 54295-54309.##
[5] Gabriel, S. A.; Conejo, A. J.; Plazas, M. A.; Balakrishnan, S. “Optimal Price and Quantity Determination for Retail Electric Power Contracts”; IEEE Trans. Power Syst. 2006, 21, 180–187.##
[6] Ahmadi, A.; Charwand, M.; Aghaei, J. “Risk-Constrained Optimal Strategy for Retailer Forward Contract Portfolio”; Int. J. Electr. Power Energy Syst. 2013, 53, 704-713.##
[7] Carrión, M.; José, M. A.; Conejo, A. J. “A Bi-Level Stochastic Programming Approach for Retailer Futures Market Trading”; IEEE Trans. Power Syst. 2009, 24, 1446–1456.##
[8] García-Bertrand, R. “Sale Prices Setting Tool for Retailers”; IEEE Trans. Smart Grid 2013, 4, 1-8.##
[9] Yang, W.; Yu, R.; Nambiar, M. “Quantifying the Benefits to Consumers for Demand Response with A Statistical Elasticity Model”; IET Gener. Transm. Dis. 2014, 8, 503-515.##
[10] Fang, X.; Li, F.; Wei, Y.; Cui, H. “Strategic Scheduling of Energy Storage for Load Serving Entities in Locational Marginal Pricing Market”; IET Gener. Transm. Dis. 2016, 10, 1258-1267.##
[11] Kohansal, M.; Mohsenian Rad, H. “Price-Maker Economic Bidding in Two-Settlement Pool-Based Markets: The Case of Time-Shiftable Loads”; IEEE Trans. Power Syst. 2016, 31, 695-705.##
[12] Charwand, M.; Gitizadeh, M.; Siano, P. “A New Active Portfolio Risk Management for an Electricity Retailer Based on A Drawdown Risk Preference”; Energy 2017, 118, 387–398.##
[13] Hatami, A. R.; Seifi, H.; Sheikh-El-Eslami, M. K. “Optimal Selling Price and Energy Procurement Strategies for a Retailer in an Electricity Market”; Elec. Power Syst. Res. 2009, 79, 246-254.##
[14] Jin, M.; Feng, W.; Marnay, C.; Spanos, C. “Microgrid to Enable Optimal Distributed Energy Retail and End-User Demand Response”; Appl. Energy 2018, 210, 1321-1335.##
[15] Hatami, A. R.; Seifi, H.; Sheikh-El-Eslami, M. K. “A Stochastic-Based Decision-Making Framework for an Electricity Retailer: Time-of-Use Pricing and Electricity Portfolio Optimization”; IEEE Trans. Power Syst. 2011, 26, 1808-1816.##
[16] Hussain, A.; Bui, V. H.; Kim, H. M. “A Resilient and Privacy-Preserving Energy Management Strategy for Networked Microgrids”; IEEE. Trans. Smart Grid 2018, 9, 2127-2139.##
 [17] Ghaffarpour, R.; Moradi, S.; Ranjbar, A. M. “Optimal Energy Design for Combined Use of Electricity and Gas Systems with Consideration of Reliability Index”; J. Eng. Energy Manag. 2017, 25, 2-19.##
[18] Pal, S.; Thakur, S.; Kumar, R.; Panigrahi, B. K. “A Strategical Game Theoretic Based Demand Response Model for Residential Consumers in a Fair Environment”; Elec. Power Syst. Res. 2018, 97, 201-210.##
[19] Aalami, H. A.; Moghaddam, M. P.; Yousefi, G. R. “Modeling and Prioritizing Demand Response Programs in Power Markets”; Elec. Power Syst. Res. 2010, 80, 426-435.##
[20] Zamani Gargari, M.; Ghaffarpour, R. “Increasing Energy Security by Using the Concept of Resiliency in Multi-Energy Infrastructures”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2020, 10, 419-432 (In Persian).##
[21] Gaffarpour, R.; Pourmusa, A. A.; Ranjbar, A. M. “Presenting an Index for Evaluation of Power Network Security Using Fuzzy Set Theory”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2016, 7, 289-304 (In Persian).##
[22] Sayydipour, S.; Ghaffarpour, R.; Ranjbar, A. M. “A Review on Vulnerability Analysis of Electric Grid: Approaches, Models, and Solution Methods”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2018, 9, 11-28 (In Persian).##
[23] Ghaffarpour, R.; Zamanian, S.; Khanahmadi, A.; VahidPakdel, M. J. “Optimal Planning and Implementation of Remote Areas Energy Provision’s System Considering Uncertainty”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2019, 10, 243-250 (In Persian).##
[24] Alizadeh Pahlavani, M. R.; Khosravi, M. “Presentation of a Practical Approach in Planning and Placement of Distributed Generation Sources Based on Multi-Objective Genetic Algorithms”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2018, 9, 181-190 (In Persian).##
[25] Biringer, B. “Risk Assessment Methodology for Electric Power Transmission, RAM-T SM”; Proc. IEEE Int. Carnahan Conf. Security Technol. 2004,
99-105.##
 [26] Tayebi, A. H.; Sharifi, R.; Salemi, A. H.; Faghihi, F. “Presentation of an Algorithm for Identification of the Most Vulnerable Bus in Electric Smart Grid through Cyber-Attack Based on State Estimation”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2020, 4, 391-401 (In Persian).##
[27] Ghaffarpour, R.; Zarei, E.; Khan Ahmadi, A.; Alami, H. “Smart Demand Response of the Electrical Load to Increase the Continuity of Load Meeting under War Condition”; Adv. Defence Sci. & Technol. 2020, 2, 1-21 (In Persian).##
 [28] Zhang, Y.; Wang, J.; Ding, T.; Wang, X. “Conditional “Value at Risk-Based Stochastic Unit Commitment Considering the Uncertainty of Wind Power Generation”; IET Gener. Transm. Dis. 2018, 12,
482-489.##
[29] Dupačová, J.; Consigli, G.; Wallace, S. W. “Scenarios for Multistage Stochastic Programs”; Ann. Oper. Res. 2000, 100, 25–53.##
[30] Olsson, M.; Soder, L. “Generation of Regulating Power Price Scenarios”; Int. Conf. Probabilistic Methods Appl. Power Syst. 2004, 26-31.##
[31] Høyland, K.; Kaut, M.; Wallace, S. W. “A Heuristic for Moment-Matching Scenario Generation”; Comput. Optim. Appl. 2003, 24, 169-185.##
[32] Høyland, K.; Wallace, S. W. “Generating Scenario Trees for Multistage Decision Problems”; Manage. Sci. 2001, 47, 295–307.##
[33] Hu, J.; Li, H. “A New Clustering Approach for Scenario Reduction in Multi-Stochastic Variable Programming”; IEEE Trans. Power Syst. 2019, 34, 3813-3825.##
[34] https://www.gams.com/latest/docs/S_CONOPT.html.##