بهینه‌سازی بازارهای انرژی و خدمات جانبی در شبکه‌های انتقال و توزیع از طریق یک چارچوب دو سطحی بهینه با در نظر گرفتن بارهای منعطف، خودروهای الکتریکی و سیستم‌های ذخیره‌ساز

در این مقاله یک چارچوب جامع دو سطحی برای برگزاری بازارهای رقابتی انرژی و خدمات جانبی در شبکه‌‌های انتقال و توزیع ارائه می‌شود. در سطوح اول و دوم چارچوب پیشنهادی به ترتیب بازارهای انرژی و خدمات جانبی برگزار می‌‌شوند. در چارچوب پیشنهادی، تامین‌کنندگان ظرفیت‌های بازار رزرو چرخان، واحدهای حرارتی معمولی بوده، در حالی که تامین‌‌کنندگان ظرفیت‌های بازار تنظیم ژنراتورهای با عکس‌العمل سریع، سیستم‌‌های ذخیره‌‌ساز، خودروهای الکتریکی و تجمیع‌کنندگان پاسخ تقاضا هستند. یک برنامه پخش بار ac خطی در چارچوب پیشنهادی گنجانده شده تا قابل اجرا بودن نتایج شبیه‌سازی در شرایط بهره‌برداری واقعی را تایید کند. چارچوب معرفی شده به صورت یک مسئله بهینه‌سازی خطی مدل می‌شود که تابع هدف هر سطح آن مجزا است. این چارچوب بر روی یک سیستم تست که شامل یک شبکه انتقال 30 شینه متصل به چهار شبکه توزیع 8 شینه پیاده‌‌سازی شده، و برای شبیه‌سازی آن از حل‌‌کننده cplex در نرم‌افزار gams استفاده می‌شود. خروجی‌های به دست آمده از شبیه‌‌سازی به وضوح تایید می‌کنند که مشارکت منابع درون شبکه‌های توزیع در تامین ظرفیت‌های رزرو چرخان، سهم واحدهای حرارتی گران را در بازار به طور قابل توجهی کاهش داده و از این طریق هزینه‌های روزانه سیستم را پایین می‌آورند. علاوه بر این خروجی‌های شبیه‌سازی نشان می‌دهند که مشارکت تجمیع‌کننده‌های پاسخگویی تقاضا، سیستم‌‌های ذخیره‌ساز و خودروهای الکتریکی در تامین ظرفیت‌های مورد نیاز بازار تنظیم، نه تنها هزینه‌های این بازار را پایین آورده بلکه شاخص‌های فنی همچون مشخصه ولتاژ را به طور چشمگیری بهبود می‌دهد.

optimizing energy and ancillary services markets in transmission and distribution networks through a two-stage optimal framework considering flexible loads, electric vehicles, and storage systems

in this article, a comprehensive two-stage framework for conducting competitive energy and ancillary services markets in transmission and distribution networks is presented. in the first and second stages of the proposed framework, energy and ancillary services markets are held, respectively. in the proposed framework, the suppliers of spinning reserve market capacities are conventional thermal units, while the suppliers of regulation market capacities are fast response generators, energy storage systems, electric vehicles, and demand response aggregators. a linear ac power flow program is included in the proposed framework to verify the applicability of the simulation results in real operating conditions. the introduced framework is modeled as a linear optimization problem in which the objective function of each stage is solved separately. this framework is implemented on a test system that includes a 30-bus transmission network connected to four 8-bus distribution networks, and the cplex solver in gams software is used to simulate it. the simulation outputs clearly confirm that the participation of resources within the distribution networks in providing spinning reserve capacities significantly reduces the share of expensive thermal units in the market and thereby lowers the daily costs of the system. moreover, the simulation outputs indicate that the participation of demand response aggregators, energy storage systems and electric vehicles in providing regulation market capacities, not only lowers the costs of this market but also significantly improves technical indicators such as voltage characteristics.