مدل ارزيابي و انتظار جهت برنامه‌ريزي بهينه انرژي و ذخيره در شبكه‌هاي توزيع

Here-and-Now Wait-and-See Approach for Optimal Scheduling of Energy and Reserve in Distribution Networks

مقاله به ارائه مدلي دو مرحله‌اي جهت برنامه‌ريزي بهره‌برداري بهينه از شبكه‌هاي توزيع با هدف كاهش هزينه و بهبود قابليت اطمينان مي‌پردازد. در مرحله ارزيابي، برنامه‌ريزي انرژي و ذخيره در افق روز پيش‌رو با در نظر داشتن عدم قطعيت‌هاي موجود در بار و منابع تجديدپذير طي سناريوهاي مختلف انجام مي‌پذيرد. بنابراين، ميزان تعامل شركت توزيع با بازار عمده‌فروشي، برنامه‌ريزي روزانه توليدات پراكنده و بارهاي پاسخگو و نيز ساختار بهينه شبكه در تأمين انرژي و ذخيره به شكل بهينه تعيين مي‌گردد. نقاط تنظيمي به‌دست‌آمده به‌عنوان محدوديت‌ها و شرايط مرزي مرحله انتظار مي‌باشند كه در آن برنامه‌ريزي زمان حقيقي بهره‌برداري انجام مي‌شود. در اين مرحله، دو وضعيت بهره‌برداري در شرايط عادي و شرايط وجود خطا محتمل مي‌باشد. در شرايط عادي، وقوع انحراف در مقادير پيش‌بيني‌شده بار و منابع انرژي تجديدپذير مورد بررسي قرار دارد كه مدل ارائه‌شده با بهره‌گيري از سطوح ذخيره تعيين‌شده و نيز برمبناي برنامه‌ريزي مجدد توليد منابع، با كمترين انحراف در هزينه، بهره‌برداري از شبكه را به انجام مي‌رساند. در شرايط وجود خطا، خروج تجهيزات مختلف همچون فيدرهاي توزيع مد نظر قرار مي‌گيرد. در اين حالت، علاوه بر سطوح ذخيره تعيين‌شده، برنامه‌ريزي مجدد وضعيت روشن و خاموش بودن منابع و توليد آن‌ها، تجديد آرايش شبكه و نيز حذف بار به‌عنوان اقدامات اصلاحي به‌كار گرفته مي‌شود. براساس مطالعات عددي انجام‌گرفته به‌ميزان 7.3 % كاهش در هزينه بهره‌برداري و نيز مديريت مناسب خطا در پيش‌بيني توليد توان بادي مشاهده گرديد.

This paper establishes a two-stage approach for optimal scheduling of distribution networks considering cost minimization and reliability enhancement. In here-and-now stage, the day-ahead energy and reserve scheduling is performed considering the uncertainties in load demand and renewable energy resources. This approach is a scenario-based one. In energy and reserve provisions, optimal interactions of distribution network with wholesale market, optimal commitment of distributed generation (DG) units and responsive loads (RL), and also optimal reconfiguration of the network are determined. These optimally determined set-points are treated as operation limitations and boundaries in wait-and-see stage. This stage deals with real-time operations. In this stage, two operation modes are explored as normal and faulty conditions. In real-time normal operations, the errors in forecasted load and renewable energy generation are taken into account. Based on the allocated reserve quantities and redispatching of committed DGs and RLs, the deviations are properly accommodated with a least operation cost. In faulty condition, outage of power system components such as distribution feeders is further considered. In this case, the proposed model not only makes benefit of reserve quantities but also proceeds with recommitment of DG units and RLs. Besides these corrective actions, it determines an optimal configuration of the network and ends in the least amount of shed loads, as the last remedy. Based on the numeric results, 7.3% reduction is achieved in total operation cost. Also, the fluctuation in real-time wind power generation is properly managed.