ارزيابي اقتصادي پاسخگويي بار در حضور مقادير بالاي انرژي باد در سيستم قدرت

Economical Evaluation of Demand Response in Power Systems with High Penetration of Wind Energy

چكيده: به دليل نوسانات توليد نيروگاه هاي بادي، نفوذ مقادير بالاي انرژي باد در سيستم قدرت با چالش هاي فراواني روبرو مي باشد. در اين راستا، پاسخگويي بار به عنوان ابزاري در جهت افزايش انعطاف پذيري سيستم قدرت و رفع عدم توازن توليد و مصرف حاصله از نوسانات توليد بادي، مورد توجه مي باشد. از طرفي، نفوذ مقادير بالاي انرژي باد در سيستم قدرت مي تواند سبب كاهش قيمت هاي بازار گردد كه خود كاهش تمايل مصرف كننده به شركت در برنامه هاي پاسخگويي بار مبتني بر قيمت را به همراه خواهد داشت. از اين رو، ارايه راهكاري مناسب براي ارزشگذاري منصفانه و واقعي پاسخگويي بار با توجه به كارايي هاي آن در بهره برداري از سيستم هاي قدرت تحت نفوذ سطوح بالاي باد مي تواند به افزايش مشاركت سمت مصرف كمك نمايد. در اين مقاله، روشي براي ارزشگذاري پاسخگويي بار به عنوان يك منبع مجازي ارايه مي گردد. در فرمولاسيون اين روش، علاوه بر قابليت پاسخگويي بار در كاهش هزينه هاي تامين بار، كارايي آن در كاهش هزينه هاي تامين رزرو، روشن و خاموش شدن واحدها، از دست رفتن بار و قطع توليد بادي لحاظ گرديده است. در واقع، در اين روش ماكزيمم قيمت مقرون به صرفه براي بهره بردار براي خريد پاسخگويي بار به عنوان يك منبع مجازي تعيين مي گردد. نتايج اين روش اطلاعات مهمي براي بهره بردار شبكه و نيز ارايه دهندگان پاسخگويي بار فراهم مي آورد. كارايي روش پيشنهادي با شبيه سازي بر روي شبكه نمونه 6 شينه نشان داده شده است. صحه گذاري روش نيز با اعمال آن در بازار انرژي و رزرو تحت نفوذ مقادير بالاي بادي بررسي گرديده است.

Abstract: The unpredictable nature of wind poses an obstacle to high penetration of energy generation by wind in electric power systems. Demand response (DR) may be considered as an efficient approach to cope with energy unbalances caused by wind power intermittency. On the other hand, high penetration of wind generation, as an energy resource having a very low incremental cost, in power systems may reduce market prices which in turn may discourage participation in DR programs. However, to facilitate wind power integration in power systems, fair pricing of the DR may be very efficient to encourage demand-side participation. This paper focuses on fair pricing of DR as a potential for mitigating the effect of the forecasting error of wind power on power system operation. In this paper, to find the maximum monetary incentive for the DR that system operator is willing to pay to the DR providers, a mathematical model is developed. In the proposed model, DR’s potential in reduction the cost of supplying load as well as its capability in lowering the costs of system reserve, start up and shut down units, load shedding and wind power spillage, is considered. The proposed method is applied to a six-bus test system. Simulation results provide valuable information for the system operator as well as demand response providers.