ارائه يك رويه دوسطحي رياضي براي حل مسئله توسعه شبكه انتقال انرژي الكتريكي با در نظر گرفتن قيد توسعه توليد توان

A Bilevel Approach for Electrical Transmission Network Expansion Planning Considering Power Generation Expansion Planning

در اين مقاله، يك رويه دوسطحي رياضي به‌منظور حل مسئله توسعه شَبكه انتقال انرژي الكتريكي با در نظر گرفتن قيد ناشي از توسعه توليد پيشنهاد شده است. مدل پيشنهادي يك ساختار بهينه‌سازي دوسطحي رياضي است كه در سطح بالا مسئله توسعه شبكه انتقال را با در نظر گرفتن قيد توسعه توليد توان به‌عنوان سطح پايين آن مسئله بهينه مي‌كند. در اين رويه، شبكه بر اساس مدل‌هاي پخش بار DC مدل‌سازي شده و از متغيرهاي پيوسته براي مدل‌سازي در سطح توسعه شبكه انتقال استفاده شده است. استفاده از متغيرهاي پيوسته در مدل‌سازي باعث ايجاد مزيت‌هاي فني شده و بر تسهيل روش محاسباتي تأثير فراوان گذاشته است. اين مدل با استفاده از روش مربوط به مسائل رياضي با قيود بهينه‌سازي حل شده است. در حل مسئله از روش جديد SOS1 براي خطي‌سازي استفاده شده و مزيت‌هاي محاسباتي آن نشان داده شده است. مدل طي مثال‌هاي موردي متنوعي در دو شبكه 6 شينه گارور و سيستم 24 شينه IEEE-RTS پياده‌سازي و صحت و قابليت آن توسط مدل‌سازي در نرم‌افزار GAMS مورد بررسي قرار گرفته است.

In this paper, a mathematical model has been proposed for organizing of eleetrical transmission network expansion planning (TNEP) and power generation expansion planning (GEP) together. The mentioned model is a bilevel optimization model that considers TNEP problem at the upper level and GEP in the lower level as a constraint of upper level. The decision variables of TNEP are defined as continuous and the model considers transmission network constraints through a lossless DC approximation of Kirchhoff’s laws. Using continues decision variable for TNEP causes technical advantages and make the model solution easier than common binary variable structure. This model could be reformulated using Mathematical Program with Equilibrium Constraint (MPEC) method as a single level optimization problem and linearized with new SOS1 linearization technique that has considerable advantage for the solvers. The model is applied to in different cases for Garver model and IEEE 24-bus RTS system using GAMS software to illustrate the methodology and proper conclusions are reached