مديريت بهينه انرژي در سيستم‌هاي چند-ريزشبكه‌اي در بازار خرده‌فروشي انرژي بر پايه الگوريتم سلسه‌مراتبي تعاملي

Optimal Energy Management in Multiple Microgrid Systems in Retail Market Based On Interactive Hierarchical Architecture

چكيده: ارائه ساختاري تركيبي از عملكرد اپراتور بازار و اپراتور شبكه توزيع در شبكه‌اي شامل چندين ريزشبكه (MG[i]) از اهداف اين مقاله است كه در آن اهداف مختلفي براي بازيگرانشبكه لحاظ شده است. MGهاي دربرگيرنده منابع توليدپراكنده، منابع ذخيره‌كننده و بارهاي پاسخ‌گو در ارتباط با شبكه بالادست مي‌توانند به‌عنوان بازيگران مصرف‌كننده در جهت كمينه‌سازي قيمت تسويه بازار و يا توليدكننده در راستاي بيشينه­سازي سود با ديگر MGها در بازار پيشنهادي مشاركت و در ساختار بازي براي رسيدن به نقطه تعادل نش شركت نمايند. از طريق الگوريتم پيشنهادي ميزان توان بهينه‌ مشاركت در بازار جهت دست­يابي به اهداف مذكور براي هر بازيگر و نيز مقدار سود كسب‌شده توسط آن‌ها تعيين مي‌شود. كنترلر ارائه‌شده يك كنترلر دوسطحي سلسه‌مراتبيبوده و قابليت آن در كنترل بهينه شبكه‌اي از MGها متشكل از منابع توزيع‌شده انرژي مورد ارزيابي قرار گرفته است. علاوه‌براين، سعي شده كه استراتژي توزيع اقتصادي توزيع‌شده‌اي براي پياده‌سازي يك بازار انرژي خرده‌فروشي بر پايه روش چندهدفه و با استفاده از الگوريتم نيكايدو-ايزودا تركيب‌شده با الگوريتم رهاسازي[ii] (ناميده­شده به‌صورت REM-NIRA[iii]) مبتني بر تئوري بازي غيرهمكارانه براي سيستم‌هاي دربرگيرنده چندين MG پيشنهاد شود. با استفاده از ساختار پيشنهادشده، طرح عادلانه‌اي كه در آن هيچ بازيگري نسبت به ديگري ارجحيت نداشته و تنها بر اساس استراتژي‌ها و توابع هدف خود آن‌ها عمل مي‌نمايند؛ ارائه مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي حاكي از قابليت الگوريتم پيشنهادي در تشويق بازيگران شركت‌كننده در بازار براي مشاركت بيشتر و بهبود سود حاصله است.

Designing market operator (MO) combined with distributed network operator (DNO) for systems constituting a network of Microgrids (MG) is the main goal of this paper. Energy storage (ES) devices and demand response resources from one MG can also participate as consumer and/or generator (known as Prosumer) with other MGs within the proposed structure. When the Prosumers are functioning as generators، they try to maximize their profit. However، the Prosumers try to minimize market clearing price (MCP) and to participate in the game structure for reaching Nash equilibrium when they are participating as consumer. The outcome of the proposed algorithm is the optimal power share for different players in the market which satisfies the aforementioned goals for each player. Additionally، the amount of obtained profit by each player is determined. The proposed controller is a hierarchical bi-level controller and its ability has been evaluated in the optimum control of a network of MGs consisting of distributed energy resources. The simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm to encourage the market participation and to improve the profit for participants.