شکل (۲-۴) معاملات بازار بالقوه برای تولید کننده ها را نشان می دهد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل (۲-۴): معاملات بالقوه برای تولید کنندگان ]۱۵ [.
۲-۴ مشارکت VPP در بازار برق
مطابق شکل (۲-۴) دو نوع معاملات بازار بالقوه برای VPP می توان در نظر گرفت. در نوع اول آنها فقط می توانند در بازار DisCo مشارکت کنند و در نوع دوم می توانند در هر دو نوع بازار DisCo و عمده فروشی مشارکت کنند. از نقطه نظر اپراتور VPP نوع دوم نسبت به اول جذابتر است چون فرصتهای اقتصادی جدیدی برای VPP در بازار عمده فروشی را فراهم می کند. از نقطه نظر DSO که مسئول فراهم کردن سرویسهای محلی و نیمه محلی در بازار توزیع است، نوع اول مطلوبتر از نوع دوم است. مثلاً فرض شود DSO باید توان راکتیو مورد نیاز برای شبکه ی توزیع را به صورت محلی فراهم کند. در حالت دوم ممکن است VPP مجبور شود وارد بازار عمده فروشی شود. در این شرایط ممکن است DSO برای فراهم کردن توان راکتیو مورد نیاز با کمبود منابع محلی مواجه شود. از نقطه نظر چارچوب تنظیم بازار نوع اول آسانتر از نوع دوم است. در نوع دوم الزام VPP در بازار عمده فروشی نباید منجر به نا امن شدن بازار توزیع شود. این باعث افزایش پیچیدگی مدیریت سیستم می شود.
اگرچه در این حالت بازار رقابتی تر و پویا تر است، ولی پیچیدگی ساختار و کنترل سیستم آن به شدت افزایش خواهد یافت.
چون VPP برای مشارکت در بازار عمده فروشی به آگاهی در مورد شبکه ی محلی نیاز دارد، DSO می تواند واسطه ی خوبی بین VPP و بازار عمده فروشی باشد. به عبارت دیگر، DSO می تواند انرژی و ظرفیت VPP را جمع کند تا در ناحیه ی کنترل DisCo استفاده شود، یا در بازار عمده فروشی معامله شود و یا در مدیریت سیستم انتقال مشارکت داشته باشد. در این شرایط DisCo می تواند یک شریک برای بازار عمده فروشی با دو نقش متفاوت (یک تولید کننده ی انعطاف پذیر یا یک مشتری انعطاف پذیر) باشد.
۲-۵ استراتژی بهینه قیمت دهی VPP در بازار عمده فروشی
برای نحوه حضور نیروگاه های مجازی در بازار برق باید مدلهای مختلف و ساختار های مختلف شرکت توزیع مورد بررسی گیرند]۲ [.
مدل انحصاری را می توان به دو مدل تقسیم نمود:
۱) در مدل انحصاری کامل، شرکت های توزیع مالک و بهره بردار تجهیزات توزیع بوده و با اختیار داشتن آنها وظیفه تامین برق مصرف کنندگان متصل به خود را برعهده دارند. در این حالت دسترسی آزاد به سیستم وجود نخواهد داشت و بدین ترتیب شرکت توزیع، انحصار فروش برق به مصرف کنندگان متصل به شبکه خود را در اختیار دارد و با شرکت در بازار برق، توان الکتریکی مورد نیاز خود را از بازار عمده فروشی خریداری و از طریق شبکه انتقال دریافت می کند. در این مدل امکان فروش برق DG های مالکان خصوصی وجود ندارد و حتماً باید DGها، تحت پوشش شرکت توزیع باشند]۳۷ [.
۲) در مدل دیگر شرکت های توزیع گرچه حق مالکیت و بهره برداری از منابع تولید پراکنده را در اختیار دارند، اما با ایجاد دسترسی آزاد به شبکه، امکان ورود برای تولید کنندگان خصوصی فراهم شده تا با نصب منابع خود و فروش توان به شرکت توزیع یا فروش از طریق قرار دادهای دو جانبه با مصرف کنندگان، فعالیت اقتصادی انجام دهند. در این حالت شرکت توزیع بهره برداری از منابع را به گونه ای انجام می دهد که هزینه های سیستم کمینه شود. در حالت رقابتی که معمولا ًبا تحقق یک مدل رقابت کامل در بازار برق تشکیل می شود، شرکت های توزیع مالک و بهره بردار شبکه توزیع می باشند. در این حالت سیستم توزیع همانند سیستم انتقال عمل خواهد کرد. بنابراین شرکت تنها وظیفه (ISO) های توزیع مانند بهره بردار مستقل سیستم انتقال توان و سرویس دهی به مشترکین را خواهند داشت. در نتیجه، شرکت توزیع بصورت بهره بردار مستقل در سطح عمل خواهد کرد. در این حالت تامین برق مشترکان(DSO) توسط نهاد های خرده فروش صورت خواهد گرفت که امکان دسترسی آزاد و بدون تبعیض به شبکه بر ای آنها فراهم شده است.
در این حالت محیط کاملاً مقررات زدایی شده و فروش انرژی به مصرف کنندگان از بهره برداری، تعمیرات و توسعه شبکه توزیع جدا شده و خرده فروشان در فروش انرژی با یکدیگر رقابت می کنند. البته ممکن است یکی از این خرده فروشان متعلق به شرکت توزیع محلی باشند. در این ساختار شرکت توزیع، بهره برداری و تعمیرات را به هدف کاهش تلفات و ارائه سرویس و خدمات مناسب به استفاده کنندگان از سیستم توزیع صورت خواهد داد. در چنین فضایی، مالکان خصوصی منابع تولید پراکنده هستند که در قالب نیروگاه مجازی امکان شرکت در بازار، احداث و بهره برداری از این منابع با هدف حداکثر کردن سود کل نیروگاه مجازی را دارند. در مدل رقابت کامل، نیروگاه مجازی به عنوان یک خرده فروش و یا یک عمده فروش می تواند در بازار برق حضور داشته باشد. حضور در بازار عمده فروشی به مقدار توان تولیدی و بار بستگی دارد]۳۹ [.
۲-۵-۱ مدل اقتصادی برای ارائه پیشنهاد تولید در بازار برق با بهره گرفتن از استراتژی تعادلی نش-SFE
شرکت های تولیدی و یا به عبارتی بازیگران بازار برق مى توانند استراتژی پیشنهاد خود را براساس ۴ مدل اقتصادی مرسوم نشان دهند. این مدل ها عبارتند از: مدل برترند، مدل نش- SFE، مدل کورنات و مدل استکلبرگ.
در مدل رقابت برترند، تولیدکنندگان قیمتی را پیشنهاد می دهند که در آن تمایل دارند همه ظرفیت خود را عرضه کنند، یعنی یک منحنی عرضه افقی.
در مدل رقابت کورنات، شرکت کنندگان کمیتی را که می خواهند تولید کنند را پیشنهاد می دهند و قیمت با تقاضا تعیین می شود، یعنی منحنی عرضه عمودی است. در رقابت SFE ، تولیدکنندگان تابعی را پیشنهاد می دهند که مقداری را که تمایل دارند در هر قیمت تولید کنند به دقت نشان می دهد، آن ها برای تولید بیشتر، قیمت بیشتری را درخواست می کنند، یعنی منحنی عرضه آن ها شیب مثبتی دارد. این نشان می دهد که رقابت های برترند و کورنات دو حالت کرانه ای رقابت تابع عرضه هستند.
تعادل نش SFE-پرکاربردترین مفهوم تحلیلی برای شبیه سازی عددی بازارهای برق است ]۳۹ [. این مدل برای تقریب مدل های دارای توابع عرضه پیوسته به کار می رود. جذابیت این روش این است که بازار لحظه ای را با نیازهای تحلیلی و محاسباتی ساده مدل می کند. به علاوه قدرت واقعی این روش هنگامی مشخص می شود که بار سیستم بطور قطعی مشخص نباشد. در این حالت، می توان توابع عرضه را طوری پیشنهاد داد که برای هر تحقق بار، نقطه ای متناظر بر روی آنها به عنوان نقطه تعادل نش وجود داشته باشد.
۲-۵-۲- مدل اقتصادی برای ارائه پیشنهاد در بازار برق براساس مدل غیر تعادلی
ابداع یک استراتژی پیشنهاد خوب برای یکی از شرکت کنندگان در بازار جهت به حداکثر رساندن سود بالقوه بسیار مهم است]۳۹ [. یک پیشنهاد حاوی اطلاعاتی در مورد اینکه یکی از شرکت کنندگان در بازار با چه میزان توان، با چه قیمتی، در کدام ناحیه و در چه زمانی برای خرید و یا فروش آمادگی تمایل دارد، می باشد. یکی از مدلهای توسعه یافته برای طراحی استراتژی پیشنهاد قیمت مدل غیر تعادلی PBUC^[20] (برنامه ریزی مشارکت واحدهای تولید مبتنی بر قیمت) می باشد]۳۲-۲۹ [. در این رویکرد ، دقت پیش بینی قیمت بازار می تواند بر روی راه حل PBUC تاثیر مستقیم بگذارد.
PBUC یک رویکرد مناسب برای پیشنهاد دهی در بازارهای متعدد (انرژی و خدمات جانبی) است و می تواند اثرات زمانی و متغیرهای عدد صحیح مانند حداقل زمان فعالیت / توقف و افزایش محدودیت های تولید را در نظر گیرد.
تفاوتهای مهم استراتژی پیشنهاد ^[۲۱]Genco سنتی وVPP بر اساس مدل PBUC به شرح زیر می باشد:
۱) Genco سنتی تنها یک تولید کننده است اما VPP ممکن است یک نهاد با نقش دوگانه از جمله تولید کننده و مصرف کننده در جهت تبادل قدرت با شبکه بالادست را داشته باشد.
۲) در استراتژی پیشنهاد دهی Genco سنتی با بهره گرفتن از مدل عدم تعادل در پیش بینی قیمت ها در بازار، قید ایجاد توازن میان عرضه تقاضا وجود ندارد، اما این قید برای VPP مهم است.
۳) بر خلاف Genco سنتی، DER که متعلق به VPPمی باشد ممکن است به نقاط مختلف شبکه توزیع متصل شود؛ بنابراین ویژگی های شبکه (توپولوژی شبکه ، امپدانس ، تلفات و قیود) بر چگونگی ساخت پیشنهاد قیمت دهی VPP تاثیر دارد. در نتیجه، VPP قیود را هم برای شبکه و هم برای DER، زمانی که ارائه ی پیشنهاد برای بازار باشد در نظر می گیرد.
با توجه به مطالب ذکرشده، مدل پیشنهادی برای استراتژی پیشنهاد VPP همان مسئله برنامه ریزی مشارکت واحدهای تولید مبتنی بر قیمت ^[۲۲](SCPBUC) می باشد .
۲-۵-۳ راهبردهای SCPBUC برای VPP
VPP یک پیشنهاد (از جمله قیمت و مگاوات) جهت تبادل توان با بازار برق در جهت پیشنهاد مناقصه، ظرفیت آن و رزرو بازار برای پیش بینی قیمت های بازار و سپس برنامه ریزی DG ، تعیین وضعیت شارژ و دشارژ ذخیره کننده های الکتروشیمیایی و انتخاب گزینه های وقفه براساس قیمت های پیش بینی شده در حالی که تمام جنبه های اقتصادی و فنی در نظر گرفته شده است می سازد.
تابع هدف مساله قیمت دهی، به حداکثر رساندن سود کل VPP( هزینه – درآمد) به دست آمده در بازار انرژی و ذخیره و همچنین فروش برق به مصرف کنندگان نهایی است. بازار برق می تواند به شکل یکنواخت یا بصورت پیشنهادی، تعیین شود. فرض می شود که بازار رزرو چرخان بر اساس پیشنهادهای ظرفیت تعیین می شود.
در مرجع ]۳۷ [از مدل عدم تعادلی جهت ارائه ی پیشنهاد نیروگاه مجازی به بازار استفاده گردیده است که از نقاط قوت آن به شمار می رود. این مدل قیود نیروگاه را در زمانی که نیروگاه مشتمل بر واحدهای زیادی باشد، به خوبی در بر می گیرد. از دیگر نکات مرجع فوق می توان به فقدان تاثیر عدم قطعیت ها بر شاخص های مساله اشاره نمود.
۲-۶ استراتژی قیمت دهی نیروگاه گیرنده ی قیمت تحت عدم قطعیت قیمت
نحوه قیمت گذاری VPP ویژگی های یک قیمت گذاری مناسب را در سیستم های قدرت دارا می باشد. این قیمت گذاری منصفانه، عملی و قابل توضیح است. علاوه بر این، این روش قیمت گذاری انگیزه لازم برای حرکت شرکت کنندگان بازار به سوی کاهش هزینه عملکرد سیستم در آینده را فراهم می نماید. در این بخش فرض شده است که قیمت دارای عدم قطعیت می باشد و ابزار مناسبی جهت پیش بینی ساعتی قیمت های روز بعد برای استفاده در تابع چگالی احتمال وجود دارد]۳ [.همچنین فرض می شود که قیمت دهی بازار به صورت روزانه است و تولیدکنندگان و مصرف کنندگان منحنی پیشنهاد خود را به صورت ساعتی ارائه می نمایند؛ این منحنی شامل بلوک های انرژی و قیمتهای مربوط به آن است]۳۸ [. همچنین این فرض وجود دارد که در هر ساعت، هر ژنراتور باید تمام توان خود را به صورت یک یا چند بلوک انرژی به همراه قیمت احتمالی مربوط به آنها را ارائه دهد.
مراحل تحلیل این روش به صورت زیر می باشد:
ابزار مناسبی جهت پیش بینی قیمت برای تخمین رابطه تابع چگالی احتمال با قیمت های انرژی ساعتی روز بعد وجود دارد.
مساله برنامه ریزی با بهره گرفتن از نتایج اطلاعات قیمت احتمالی گام ۱ فرمول بندی می شود.
حل مساله فرمول بندی شده در گام ۲ قوانینی ساده و آگاهانه برای استراتژی قیمت دهی را می دهد.
در بازار برق، مورد مطالعه مشتمل بر بازارهای انرژی و ذخیره چرخان می باشد که نیروگاه مجازی مورد بحث به عنوان نیروگاه گیرنده قیمت^[۲۳] در آن مشارکت می نماید.
در مرجع]۳۸ [تنها از عدم قطعیت قیمت جهت مدلسازی و ارائه ی پیشنهاد تولید نیروگاه مجازی استفاده شده است و عدم قطعیت بر سایر پارامترها اعمال نگردیده است. همچنین مباحث مربوط به دستکاری قیمت ها توسط شرکتهای تولید برق و اعمال قدرت بازار درنظر گرفته نمی شود.
۲-۷ جمعبندی
چنانچه که در این فصل اشاره شد، در مرجع ]۳۷ [، مدلی برای تدوین استراتژی پیشنهاددهی تولید VPP به بازار عمده فروشی برق ارائه شده است که در آن مسئله بهینه سازی موردنظر، یک مسئله برنامه ریزی مشارکت واحدهای تولید مبتنی بر قیمتPrice Based Unit Commitment (PBUC) می باشد، ضمن اینکه قید توازن عرضه و تقاضا و قیود امنیت VPP نیز در مسئله در نظر گرفته شده است. شایان ذکر است در مدل اشاره شده قیمتهای بازار در دوره مورد مطالعه بعنوان اطلاعات ورودی بدون خطایی در پیش بینی در اختیار است. به عبارت دیگر استراتژیهای VPP در غیاب عدم قطعیت در قیمت و تقاضای پیش بینی شده تدوین شده است.
همچنین در مرجع]۳۸ [به چگونگی قیمت دهی نیروگاه گیرنده ی قیمت با در نظر گرفتن عدم قطعیت قیمت اشاره گردید. جهت مدلسازی عدم قطعیت، از تابع چگالی احتمال استفاده شده است. در این روش، ضرورت بررسی قیمت دهی به گونه ای است که بازار به صورت روزانه در نظر گرفته می شود و تولیدکنندگان و مصرف کنندگان منحنی پیشنهاد خود را به صورت ساعتی، در بلوکهای انرژی و قیمت عرضه می نمایند.
فصل سوم
مدلسازی مسئله ی استراتژی بهینه مشارکت نیروگاه مجازی در بازار برق و معرفی روش حل
۳-۱ مقدمه
از گامهای اساسی و مهم در تحلیل مسائل، شناخت ابعاد و ویژگی های آن می باشد. این ابعاد با توجه به زمینه ی مورد بررسی می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال نحوه ی مدلسازی، دوره ی برنامه ریزی، انتخاب نوع الگوریتم جهت حل مساله و…از جمله مفاهیم کاربردی می باشند. در این فصل به مفاهیم اساسی جهت شبیه سازی و تحلیل مساله پرداخته خواهد شد و نتایج شبیه سازی در فصل بعدی ارائه می گردد.
همچنین به تعاریف شبکه های مورد بررسی و تابع هدف و قیود مربوطه نگاهی خواهیم داشت. شبکه ی مورد بررسی مشتمل بر دو شبکه می باشد که از روابط موجود در فصل دوم، مربوط به مدل عدم تعادلی جهت شبیه سازی شبکه ی اول استفاده می گردد و روابط مربوط به شبکه ی دوم، در این فصل موجود می باشد.