هماهنگی روز-پیش عملیات خودروهای الکتریکی و منابع انرژی بادی در برنامه-ریزی امنیت مقید مشارکت واحدها (SCUC)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

در این مقاله برنامه‌ریزی امنیت مقید مشارکت واحدها (SCUC) در حضور همزمان منابع انرژی بادی و خودروهای قابل اتصال به شبکه (PEV) مورد مطالعه قرار گرفته است. برنامه‌ریزی SCUC موجب فراهم آوردن یک جدول زمان‌بندی بهینه برای مشارکت واحدهای تولیدی با هدف حداکثر کردن امنیت و حداقل‌سازی هزینه و همچنین ارضای قیود شبکه و واحدها، در یک بازه زمانی، به عنوان یکی از زمینه‌های بسیار مهم تحقیقاتی در سیستم‌های قدرت است. امروزه ارتباط بین ذخیره کننده‌های انرژی و شبکه توجه بسیاری از پژوهشگران و بهره‌برداران شبکه را به خود معطوف کرده است. از جمله نوین‌ترین راه کارهای پیشنهادی برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی، استفاده از انرژی خودروهای الکتریکی و انرژی بادی برای تامین توان است و در حال حاضر یکی از راهبردهای موثر برای بررسی اثرات ناشی از اتصال V2G و مزرعه بادی در بهره‌برداری بهینه از شبکه تولید، اجرای SCUC بر روی شبکه‌های قدرتی است که V2G و مزرعه بادی به شین‌های آن متصل‌اند. در این مقاله از روش تئوری بازیها برای حل مسئله روز-پیش مشارکت واحدها به صورت قطعی با در نظر گرفتن قید امنیت در حضور همزمان V2G و واحد بادی استفاده شده است. مسئله در دو سناریوی مختلف کنترل خودروها به دست بهره‌بردار و مصرف‌کننده در سه روز متفاوت با بارهای کم، متوسط و زیاد بررسی شده است. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان دهنده تاثیر حضور V2G و انرژی بادی بر کاهش هزینه‌های تولید و بهبود شاخص‌های بهره‌برداری سیستم قدرت می‌باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Day-Ahead Coordination of Vehicle-to-Grid Operation and Wind Power in Security Constraints Unit Commitment (SCUC)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Abdollahi
  • Majid Moazzami
Department of Electrical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In this paper security constraints unit commitment (SCUC) in the presence of wind power resources and electrical vehicles to grid is presented. SCUC operation prepare an optimal time table for generation unit commitment in order to maximize security, minimize operation cost and satisfy the constraints of networks and units in a period of time, as one of the most important research interest in power systems. Today, the relationship between power network and energy storage systems is interested for many researchers and network operators. Using Electrical Vehicles (PEVs) and wind power for energy production is one of the newest proposed methods for replacing fossil fuels.One of the effective strategies for analyzing of the effects of Vehicle 2 Grid (V2G) and wind power in optimal operation of generation is running of SCUC for power systems that are equipped with V2G and wind power resources. In this paper, game theory method is employed for deterministic solution of day-ahead unit commitment with considering security constraints in the simultaneous presence of V2G and wind power units. This problem for two scenarios of grid-controlled mode and consumer-controlled mode in three different days with light, medium and heavy load profiles is analyzed. Simulation results show the effectiveness of the presence of V2G and wind power for decreasing of generation cost and improving operation indices of power systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Security constraints unit commitment (SCUC)
  • vehicle 2 grid (V2G)
  • Wind Energy

[1] A. J.Wood, B.F .Wollenberg, Power generation operation and control, 2nd ed, New York:Wiley, 1996.

[2] G.B. Sheble, “ Solution of the unit commitment problem by the method of unit periods”, IEEE Trans. on Power Systems, Vol.5, No.1,pp.257-260,Feb.1990.

[3] F. Zhuang,F.D. Galiana, “Toward a more rigorous and practical unit commitment by lagrangian relaxation”, IEEE Trans. on Power Systems, Vol.3, No.2,pp.763-772,May1988.                      

[4] A.L Cohen, M. Yoshimura, “A branch-and-bound algorithm for nit commitment”, IEEE Trans. on Power Systems. Vol. PAS-102, No. 2,pp.444-451,Feb.1983.

[5] W.L. Snyder, H.D. Power, J.C. Rayburn, “Dynamic programming approach to unit commitment”, IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 2, No. 2,pp. 339-350, May 1987.

[6] J.A. Muckstadt, R.C. Wilson, “An application  of  mixed-Integer progromming duality to scheduling thermal generating systems”, IEEE Trans. on Power Systems, Vol.PAS-87, No.12,pp.1968-1978,Dec.1968.

[7] C.J. Baldwin, K.M. Dele, R.F. Dittrich, “A study of the economic shutdown of generating units in daily dispatch, Part III, Power Apparatus and Systems, Trans. of the American Institute of Electrical Engineers, Vol. 78, No. 4,pp. 1272 -1284, 1959.

[8] R.H. Kerr,J.L.Scheidt,A.J. Fontana,J.K.Wiley,“Unit commitment”, IEEE Trans. on Power Apparatus Systems, PAS-85, pp. 417-421, 1966.

[9]R.R. Shoults, S.K. Chang, S. Helmick, W.M. Grady, “A practical approach to unit commitment, economic dispatch and savings allocation for multiple-area pool operation with import/export constraints”, IEEE Trans. on Power Apparatus Systems, Vol. 99, No. 2, pp. 625-633, Mar. 1980.

[10] F.N. Lee, “Short-term unit commitment-a new method”, IEEE Trans. on Power System, Vol. 3, No. 2, pp. 691-698, May. 1988.

[11]H. Duoa, H. Sasakia, T. Nagatab, H. Fujitac, “A solution for unit commitment using Lagrangian relaxation combined with evolutionary programming”, Electric Power Systems Research, Vol. 51, No. 1, pp. 71-77, July 1999.

[12]G.B. Sheble, G.N. Fahd,“Unit commitment literature synopsis,” IEEE Trans. on Power System, Vol. 9, No. 1, pp. 128-135, Feb. 1994.

[13]Z. Chen, L. Wu, M.Shahidehpour, “Effective load carrying capability evaluation ofrenewable energy via stochastic long-termhourly-based SCUC,” IEEE Trans. onSustainable Energy,Vol. 6, No. 1, pp. 188-197, Jan. 2015.

[14]H. Daneshi, A.K. Srivastava, “Security-constrained unit commitment with wind generation and compressed air energy storage”, IET Generation, Transmission and Distribution, Vol. 6, Vo. 2, pp. 167-175, Feb. 2012.

[15]C. Wang; Z. Lu; Y. Qiao, “:A Consideration of the Wind Power Benefits in day-ahead scheduling of wind-coal intensive power systems”, IEEE Trans. on Power System, Vol. 28, No. 1, pp. 236-245, Feb. 2013.

[16]“Global wind 2008 report,Global wind energy Council (GWEC)”, Online available:http://www.gwec.net/fileadmin/documents/Global%20Wind %202008%20Report.pdf

[17]“GAMS user Guide”,OnlineAvailable: http://www.Gams.com.