مدل سازی هزینه بازار برق با ارزیابی سرمایه گذاری خطوط انتقال

چکیده 

 مقدمه

مدلسازی ریاضی مسئله

کمپانی مولد استراتژیک

فرموله سازی تعادل بدترین-نش

اپراتورسیستم انتقال TSO

شبیه‌سازی و مطالعه موردی مسئله

شکل1-سیستم 3شینه مورد مطالعه

جدول1- مشخصات ژنراتورها  

جدول2- مشخصات شبکه انتقال

جدول3- وضعیت بازار قبل و بعد از افزایش 100MW  خط انتقال AB

شکل3-نتایج توزیع اقتصادی قبل از افزیش ظرفیت خط  

شکل4-نتایج توزیع اقتصادی بعد از افزیش ظرفیت خط

تحلیل نتایج

این مقاله برای توسعه یک ابزار ریاضی به منظور مدل سازی هزینه بازار برق جهت اتخاذ تصمیم و راهکار در برنامه ریزی توسعه شبکه برق و خطوط انتقال می باشد. این مدل سازی ریاضی بر پایه تئوری بازی در ریاضیات و مفهوم ایده رفاه اجتماعی در اقتصاد خرد است. در این مطالعه، ما کمپانی های مولد را به عنوان Cournot player و اپراتورهای سیستم انتقال را به عنوان برنامه ریز تنظیم شده انتقال اجتماعی(TSO) لحاظ می کنیم. برای مقابله با مسأله تعادل-نش چندگانه، مفهوم تعادل بدترین نش تعریف شده و به صورت ریاضی فرموله شده است. ساختار ریاضی توسعه داده شده، یک مسأله «برنامه ریزی خطی ترکیبی صحیح» است. این ساختار ریاضی با شکل و فرم بسته به طرز مناسبی با استفاده از بسته های محاسباتی موجود حل می شود.

مسأله برنامه ریزی خطوط انتقال یک مسأله پیچیده است که ملاحظات و مباحث استدلالی انتقال، تعداد زیادی از سناریوهای تقاضاهای آتی را در بر می گیرد. مسأله برنامه ریزی خط انتقال به خوبی در مفهوم یک صنعت برق عمودی یکپارچه قابل فهم است. [1] اصولاً اگر بازار برق آزاد و کاملاً رقابتی باشد، همان ابزارها و تکنیک هایی که برای برنامه ریزی توسعه انتقال استفاده شده، در مفهوم یک صنعت برق یکپارچه می تواند بکار گرفته شود به هر حال دو نتیجه حاصل می گردد: الف) اولین نتیجه مسأله تولید بازار برق است ب) دومین نتیجه هماهنگی مابین سرمایه گذاری انتقال و تولید است. این مقاله بر روی مفهوم اول متمرکز می شود.مدل سازی بازار برق در فرایندی برنامه ریزی توسعه خط انتقال نتیجه ای است که تحقیقات زیادی بر روی آن نشده است، نشان داده می شود که ظرفیت انتقال اضافی می تواند هزینه بازار برق را کاهش داده و رقابت بین کمپانی های رقیب را بهبود بخشد (افزایش می دهد). [2] مسأله مدل سازی هزینه بازار برق در فرایند برنامه ریزی توسعه خط انتقال مبحث پیچیده ای است و تحقیقات زیادی در این زمینه صورت نپذیرفته است. در مراجع [3]، [4] و [5] به چگونگی مدل سازی بازار برق به منظور اقتصادی کردن بحث اشاره ای نشده است. مرجع [6] دو روش ابتکاری برای بحث خط انتقال در این زمینه ارائه می نماید. مولفان مرجع [6] مسإله تعادل تولید کالا منحصر به افراد و شرکت های محدود بدون قید و محدودیت را بکار می گیرند، برای مجموعه ای از پیشنهادهای تولید، هنگامی که پیشنهادات از سوی طرف تقاضا دهنده ثابت فرض می شود و داده های آن به روش آنالیز داده های بازار برق موجود، مشتق می گردد. مراجع [7] و [8] سود تولیدکنندگان را، از کاهش ظرفیت خط انتقال و توان بازار محلینشان می دهد . روش TEAM معرفی شده به وسیله The California ISO [10] مدل خوبی است برای آنالیز بحث خط انتقال بر مبنای مباحث اقتصادی به اعتقاد نویسندگان مقالات، همه روش های پیشنهادی برای مدل سازی تابع هزینه بازار برق یا تک کاره هستند یا بدون یک تکنیک مؤثر و راه حل اصولی هستند. این مقاله یک مسأله برنامه ریزی خطی ترکیبی صحیح به منظور ارزیابی خط مشی ها و راهکارهای سرمایه گذاری انتقال با احتساب تابع هزینه بازار برق ارائه می دهد. ساختار ریاضیات مشتق شده به شکل بسته (closed form) و کاملاً قابل حل است. در بخش II استراتژی کمپانی های تولیدکننده، تعادل نش و اپراتور سیستم انتقال به صورت ریاضی مدل شده است. بخش III شامل یک مطالعه موردی و بخش IV نتیجه گیری مقاله است.