مديريت شيفت تقاضاي مقيد در برنامه ريزي نواحي انرژي با در نظر گرفتن تشكيل ائتلاف بهينه و تخصيص سود در سيستم هاي همسايه اي

Constrained Consumption Shifting Management in the Neighborhood System Scheduling Considering Coalition Formation and Profit Allocation

رقابت بين نواحي انرژي (ED) و يا منابع توزيع شده انرژي (DER) موجود در آن ها در شبكه هاي هوشمند جهت اخذ سود بالاتر يكي از مباحث مورد توجه محققان در سال هاي اخير بوده است. براي نيل به اين هدف، EDهاي موجود در يك شبكه (و يا DERهاي موجود در هر ED) مي توانند با يكديگر و نيز با EDهاي ديگر (و يا DERهاي موجود در EDهاي شبكه همسايه اي) جهت كسب سود بالاتر همكاري داشته و براي دست يابي به اين منظور ائتلاف تشكيل دهند. تخصيص سود ناشي از تشكيل ائتلاف بين EDها مي تواند معيار مهمي جهت نشان دادن بهبود كارايي شبكه هاي هوشمند در افزايش ميزان مشاركت EDهاي موجود براي همكاري با يكديگر به حساب آورده شود. علاوه بر اين، نوسانات تقاضا و نيز توليد منابع تجديدپذير در سيستم هاي هوشمند مي تواند توسط استراتژي هاي كنترل سمت تقاضا تحت نظارت قرار گيرد. در اين راستا، شيفت تقاضا مي تواند از طريق شيفت مقدار مشخصي از تقاضاي بار از برخي دوره هاي زماني به دوره هاي زماني ديگر بر مبناي معيارهايي شامل پايين بودن مقدار تقاضاي بار، پايين بودن قيمت تسويه بازار و نيز افزايش سود حاصل از مشاركت EDها صورت پذيرد. تاثير شيفت تقاضاي بار بر روي برنامه ريزي EDها و DERهاي موجود در طول عملكرد مستقل و يا ائتلافي آن ها با در نظر گرفتن عدم قطعيت هاي مربوطه همچنين مورد بررسي قرار گرفته شده است. در اين مقاله، متدولوژي اي بر پايه روش كلوني زنبور عسل جهت حداكثر نمودن سود در يك بازار رقابتي و نيز تخصيص سود ناشي از تشكيل ائتلاف مابين EDها كه هر يك از آن ها نيز داراي DERهاي مجزا مي باشند؛ ارائه شده است. نشان داده شده است كه به دليل عدم ارتباط EDها جهت اخذ تصميمات قيمت گذاري، با افزايش تجميع تسهيلاتشان مي توانند براي كسب سود بالاتر و جلوگيري از پرداخت هزينه ناشي از توليد مازاد و يا كم تر از حد تعيين شده، با يكديگر همكاري داشته باشند. در نتيجه اين همكاري، منفعت تك تك آن ها نيز متعاقباً افزايش يافته است. در نهايت، عملكرد الگوريتم پيشنهادي با الگوريتمي بر مبناي برنامه ريزي غيرخطي مقايسه شده است.

For enhancing competitiveness of energy district (ED) or distributed energy resources (DER) inside them in market, optimal operation of these has arisen as a relevant topic. With this objective, EDs (or DERs inside them) can collaborate with other EDs in the neighborhood system installed closer or far, forming coalitions for gaining competitiveness in the market. Profit allocation due to coalition between EDs is as an important issue for ensuring DER resources installation in smart grids. In addition, demand fluctuations and energy production based on renewable resources in the neighborhood systems for each ED independently can be accomplished by demand-side management strategies that try to establish mechanisms to allow for a flatter demand curve. In this regard, demand shifting potential can be tapped through the shifting of certain amounts of energy demand from some time periods to other time periods with lower expected demand, typically in response to price values, to help ensure that existing generation will remain available as well as to obtain the maximum profit with the coalition formation. The impact of the consumption shifting in the EDs and existing DERs schedule is also considered during the conduct of both independent and coalition operations. In this paper, a methodology based on artificial bee colony (ABC) is proposed to maximize the profit in a competitive market and allocate profit resulting from a coalition formation between multiple EDs encompassing DERs. The results obtained shown that the disconnection of DERs resulting from pricing decisions allows them to collaborate together with aggregated facilities to achieve higher profits due to excess production and avoid penalties due to shortages in production and demonstrated that significant increase in the profit may persuade the producers for forming a coalition. Eventually, performance of the proposed algorithm is compared with the developed algorithm based on non-linear programming