مدل برنامه‌ريزي دو سطحي پيشنهاد دهي قيمت بهينه تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي در شبكه توزيع

A Bilevel Programming Model of Electric Vehicles’ Aggrega-tor for Bidding Strategy in the Distribution Network

در اين مقاله مدلي جهت پيشنهاد دهي قيمت يك تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي در شبكه توزيع به‌منظور فروش انرژي V2G ارائه‌ شده است. قيمت پيشنهادي تجميع‌كننده جهت فروش V2G از طريق مدل مسئله بهينه‌سازي دو سطحي ميان بهره‌بردار مستقل شبكه توزيع (DSO) و تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي و با استفاده از مفهوم مسئله تئوري بازي استكلبرگ تعيين مي‌گردد. در مدل دو سطحي پيشنهاد شده، تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي قيمت پيشنهادي فروش V2G و برنامه‌ريزي شارژ و دشارژ خودروها را با هدف بيشينه نمودن سود خود در سطح بالاي مسئله ارائه مي‌دهد. از سوي ديگر در سطح پايين مسئله، بهره‌بردار شبكه توزيع با توجه به قيمت پيشنهادي تجميع‌كننده و قيمت بازار برق و باهدف كمينه‌سازي هزينه‌ها، برنامه‌ريزي جهت تعيين سهم تأمين انرژي مورد نياز خود از شبكه سراسري يا تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي را انجام مي‌دهد. در نقطه تعادل اين بازي، قيمت پيشنهادي تجميع‌كننده و انرژي مورد نياز بهره‌بردار شبكه جهت دريافت از V2G و شبكه سراسري تعيين مي‌گردد. با استفاده از شرايط بهينگي كيروش كاهن تاكر مسئله بهينه‌سازي دو سطحي پيشنهادي به يك مسئله رياضي تك سطحي غيرخطي با شرايط مساوي تبديل مي‌شود. نتايج عددي به‌دست‌آمده جهت بررسي كارايي مدل پيشنهاد دهي قيمت تجميع‌كننده خودروهاي الكتريكي تحليل‌شده است.

In this paper, a bidding strategy model is presented for electric vehicles’ (EVs) aggregator to sell the aggregated energy in the distribution network. The bidding price of the EVs’ Aggregator is determined through the Stackelberg game theory. It is modeled based on a bilevel programming problem between distribution system operator (DSO) and the aggregator. In the upper level of pro-posed bilevel model, the aggregator offered its optimal bidding price and EVs’ charge and discharge scheduling to maximize its profit. On the other hand, according to the price of the electricity market and bidding by the aggregator, DSO tries to optimally schedule the portion of energy which is supplied from either main grid or EVs’ aggregator to minimize its cost. In the equilibrium point of the problem, the optimal bidding price of the aggregator and the purchased energy from the aggregator and main grid is determined. The proposed bilevel programming problem is transformed into a single level mathematical programming problem with equilibrium con-straints (MPEC) using the Karush-Kuhn-Tucker optimality conditions. The obtained numerical results is used to assess the proposed bidding strategy of EVs’ aggregator.