برنامه‌ریزی مقید به ریسک توسعه شبکه انتقال در بازارهای رقابتی برق با درنظرگرفتن انرژی تامین نشده و قطع تولید منابع بادی

گسترش روزافزون استفاده از منابع بادی جهت تولید انرژی الکتریکی، با توجه به عدم قطعیت آنها، برنامه‌ریزی توسعه شبکه انتقال را با چالش‌های جدیدی مواجه نموده است. قطع تولید بادی ناشی از توسعه نامناسب خطوط انتقال منجر به عدم قابلیت استفاده مطلوب از ظرفیت تولید این منابع می‌گردد. در این مقاله، روشی برای برنامه‌ریزی توسعه شبکه انتقال در بازار برق در حضور منابع بادی با رویکرد همزمان بیشینه‌سازی بهره‌برداری از این منابع با در نظر گرفتن هزینه قطع تولید بادی و نیز کاهش انرژی تامین نشده ارائه شده و در ادامه، مدل ارائه شده با درنظر گرفتن شاخص ریسک توسعه می‌یابد. جهت دست‌یابی به این هدف، از یک مدل دوسطحی تصادفی مقید به ریسک استفاده شده است. در سطح بالا، تصمیمات توسعه شبکه انتقال توسط بهره‌بردار مستقل سیستم (iso) با هدف کمینه‌سازی هزینه‌ توسعه و هزینه انرژی تامین نشده انتظاری (eens) اتخاذ می‌گردد. در سطح پایین، مسئله تسویه بازار با هدف بیشینه‌سازی رفاه اجتماعی حل می‌شود. با استفاده از تئوری دوگانی، مدل ارائه شده ابتدا به یک مسئله mpec تصادفی تبدیل شده و سپس مسئله milp نهایی استخراج می‌گردد. مدل ارائه شده بر روی شبکه نمونه شش شینه garver و سیستم تست قابلیت اطمینان ieee (rts) تست شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که درنظر گرفتن هزینه قطع تولید بادی منجر به افزایش استفاده از واحدهای بادی و کاهش انرژی تولیدی واحدهای فسیلی شده است که از نقطه نظر زیست محیطی مهم می‌باشد. در عین حال با درنظر گرفتن ریسک، انرژی تولیدی انتظاری منابع بادی کاهش یافته است.

risk-constrained transmission network expansion planning in competitive electricity markets considering expected energy not supplied and wind curtailment

the increasing use of wind resources has led to new challenges in transmission network expansion planning (tnep). wind curtailment due to improper expansion of transmission lines prevents the optimal use of these renewable resources. in addition, the uncertainty of these resources puts expansion decisions at risk. in this paper, risk-constrained tnep in electricity markets in the presence of wind resources is presented with the aim of increasing the utilization of these resources by considering the wind curtailment cost and reducing expected energy not supplied (eens). for this purpose, a risk-constrained bi-level stochastic model is used. at the upper level, transmission network expansion decisions are made by the independent system operator (iso) with the aim of minimizing network investment cost and eens cost. at the lower level, the market-clearing problems are solved maximizing social welfare. using duality theory, the bi-level problem is converted into a mixed-integer linear programming (milp) problem. the proposed framework is analyzed using garver’s six-bus test system and the ieee 24-bus reliability test system (rts). the simulation results indicate that considering wind curtailment cost has increased the use of wind units and reduced the expected energy produced by fossil units, which is important from an environmental point of view. however, considering the risk, due to the uncertainty of wind resources, the energy produced by these resources has decreased.